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2025/2/21
【半導体】アプライド マテリアルズ、チップの欠陥レビューを高速化する次世代電子ビーム装置を発表
アプライド マテリアルズ（Applied Materials, Inc.）は2月19日（現地時間）、チップ微細化の限界に挑み続ける大手半導体メーカーへの一助となる新たな欠陥レビュー装置を発表した。このSEMVision(TM) H20は業界で最も高感度な電子ビーム技術と先進的AI画像認識を組み合わせ、世界最先端の半導体チップに埋もれたナノスケール欠陥をより的確、迅速に分析することができる。
電子ビームイメージングは、光学的技術では識別できないきわめて微細な欠陥を検査する重要な手段として、長年利用されてきた。その超高解像度は、数十億ものナノスケール回路パターンに潜むごく微細な欠陥を分析することができる。従来はまず光学的にウェーハをスキャンして欠陥候補箇所を洗い出し、その後電子ビームでより詳しく欠陥特性を判別していた。しかし、チップの最小フィーチャーが原子数個分しかない「オングストローム時代」の到来を受けて、実際の欠陥と誤検出とを見分けるのはさらに難しくなっている。
今日の最先端ノードでは、光学的検査で生成される欠陥マップがはるかに高密度化しており、電子ビームレビューにかけられる欠陥候補の数は100倍まで増加している。プロセス制御エンジニアの間では、指数関数的に増えるサンプルを分析できるだけでなく、量産に必要な処理速度と感度も維持した欠陥レビュー装置へのニーズが高まっている。
アプライド マテリアルズのイメージング＆プロセス コントロール担当グループバイスプレジデント、Keith Wells氏は次のように述べている。
「当社の新装置SEMVision H20を利用することで、世界の主要半導体メーカーは、検査装置がもたらす膨大なデータの中から信号とノイズをより的確に区別することができます。高度なAIアルゴリズムと、当社の画期的電子ビーム技術ならではの高速処理、高解像度を組み合わせたこの装置は、3Dデバイス構造の深部に埋もれたごく微細な欠陥を迅速に見きわめ、より速く正確な検査結果を提供して工場のサイクルタイムと歩留まりを改善します」
アプライド マテリアルズの新しい電子ビーム技術は、2nmノード以降のロジックチップ製造を支える画期的な高度3Dアーキテクチャ（新しいGate-All-Around (GAA)トランジスタを含む）、高密度DRAMおよび3D NANDメモリの形成などに不可欠な技術。アプライド マテリアルズの欠陥レビュー装置SEMVision H20は、最新テクノロジーノード用として主要ロジック、メモリメーカーに採用されている。
SEMVision H20は次の2つの重要なイノベーションを活用し、きわめて高精度の欠陥分類と、現行の最先端技術を3倍以上も上回る高速処理を実現している。
(1)次世代CFE技術
アプライド マテリアルズの「コールドフィールドエミッション」（cold field emission：CFE）技術は、サブナノメートルレベルの解像度できわめて微細な埋没欠陥を識別可能とする画期的な電子ビームイメージング技術。CFEは室温で動作し、より狭いビームでより多くの電子を照射できるため、従来のサーマルフィールドエミッション（thermal field emission：TFE）技術に比べてナノスケール解像度が最大50％向上するほか、イメージング速度は最大10倍に上がる。SEMVision H20はアプライド マテリアルズのCFEテクノロジーの第2世代にあたり、スループットをより高速化するとともに、業界最高の感度と解像度を維持している。イメージングが高速化したことで各ウェーハ上のカバレージが拡大し、一定量のデータ収集に要する時間は3分の1に短縮されている。
(2)ディープラーニングAIイメージモデル
SEMVision H20はディープラーニングAI機能を利用して、真の欠陥を擬似欠陥と区別し自動抽出する。アプライド マテリアルズ独自のディープラーニングネットワークは、半導体メーカーのファブからのデータを継続的に学習しており、欠陥をボイド（空隙）、残渣、スクラッチ、パーティクル、その他多数の欠陥タイプに分類して、より正確で効率的な欠陥特性評価を実現する。
アプライド マテリアルズのSEMVision製品ファミリーは、世界最先端かつ最も広く採用されている電子ビームレビュー装置である。
SEMVision H20はこのリーダーシップを拡張し、次世代CFE技術と高度なAIモデルを組み合わせて、より高速かつ正確な欠陥分析を可能にする。これにより半導体メーカーのチップ開発が加速するとともに、電子ビーム技術がより広く量産に生かされる。
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