随着半导体制程技术持续推进至最先进节点,随机性(stochastics)变异已成为影响量产良率的最大障碍。根据Fractilia最新发表的白皮书,随机性图案变异导致晶圆厂每年损失高达数亿美元,甚至使整个半导体产业面临数十亿美元的潜在损失。这份白皮书深入剖析随机性落差(stochastics gap)的成因,并提出精准量测与机率分析的解决方案,为业界提供实现高效量产的蓝图。
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Fractilia共同创办人Edward Charrier与Chris A. Mack博士 |
随机性变异是指半导体微影中因分子、光源及材料等原子级随机行为所引发的误差。Fractilia技术长Chris Mack指出,这些变异在研发阶段或许影响有限,但进入高量产(HVM)阶段,随机性误差却显着影响良率、效能与可靠度。例如,某些客户在研发阶段能成功图案化12奈米的结构,但量产时却因随机性错误无法达到预期标准,导致生产延误与成本激增。
过去,随机性变异对良率的影响相对较小,因其效应远低於关键临界尺寸。然而,随着极紫外光(EUV)及高数值孔径极紫外光(High-NA EUV)技术的应用,微影能力大幅提升,随机性变异在误差容许范围中的占比显着增加,成为先进制程的瓶颈。Mack强调:「传统制程控制方法已无法有效应对随机性挑战,缩减随机性落差需要全新的机率分析与设计策略。」
Fractilia的白皮书首次以解析度角度剖析随机性效应,提出三大解决方案:具备随机性思维的元件设计、材料改良以及机率导向的制程控制。这些方法以精准的随机性量测技术为基础,协助制造商在量产阶段稳定良率。
Mack表示:「随机性落差是整个半导体产业的共同挑战,但它并非不可克服。只要从精准量测开始,结合机率思维的设计与控制策略,我们就能有效化解这一问题。」
随机性变异的影响不仅限於单一晶圆厂,而是制约当前电子产业的整体成长。随着先进制程节点的持续缩小,随机性问题的重要性将进一步凸显。