中国先进制程工艺持续发力,KLA-Tencor让源头检测更简单

在描述手机芯片性能的时候，我们经常会听到22nm、14nm、10nm这些数值，其实这些数值指的就是半导体的制程工艺。一款芯片制程工艺的具体数值是手机性能关键的指标。制程工艺的每一次提升，带来的都是性能的增强和功耗的降低，可以说每一款旗舰手机的发布，常常与芯片性能的突破离不开关系。

智能手机芯片的发展，让晶圆代工厂商们赚的盆满钵满。当智能家居、AI、物联网站上投资风口，其中的重中之重芯片制造业也逐渐水涨船高。传闻晶圆代工巨头台积电的市值曾超过了芯片巨头英特尔。

在国内，中芯国际可以说是晶圆代工的领头羊。目前中芯的各主要制程技术节点主要包括：28nm、45/40nm、65/55nm。这离全球先进的制程工艺技术差距还是非常大。

作为半导体消费的最大市场，中国正全力追赶先进制程

近年来，国外各大厂商在10nm、7nm等先进制程方面竞争激烈，然而国内在芯片制造业失了声。

在中国集成电路的设计，制造，封装三大环节中，制造目前是最弱、差距最大的部分。上个月，中芯国际任命前台积电、三星高管有“世界IC制造界TOP5的技术怪兽”之称的梁孟松为联席CEO。据了解，中芯国际内部已经下了“死命令”必须全力加速朝14nm量产迈进。

另一方面，今年厦门联芯顺利导入28 nm制程量产,全球光刻巨头ASML(阿斯麦)正式澄清，EUV要进口到中国大陆完全没有任何问题。

2019年，国内或将迎来首台EUV光刻机。等待中国本土厂商的将是来自各外资厂商在技术、人才、市场等多方面资源的直接竞争，中国晶圆代工厂先进制程布局将全面开战。

先进制程离不开先进的检测技术

近年来，中国政府投入大量人力物力发展集成电路行业，国内半导体行业呈现欣欣向荣的局面。很多国际厂商也逐渐意识到中国市场的重要性，纷纷投资中国市场。

近日在上海，全球工艺控管与良率管理解决方案的业界领跑者KLA-Tencor(科天国际) 举办了记者发布会，为我们介绍了其在先进制程检测面方面的新技术和产品。

事实上，KLA-Tencor已经是中芯国际的重要合作伙伴。KLA-Tencor不断加大在中国的投资。目前，KLA-Tencor在中国已经设立了10处办公室，近期又扩展了其位于北京的办公室，希望能快速、及时地支持本地客户的需求 。而且，KLA-Tencor近期还上线了其中文网站(www.kla-tencor.cn),该网站将同步KLA-Tencor的美国网站，定期更新各类最新的功能以及技术信息，以更好服务中国的客户。

KLA-Tencor副总裁Mark Shirey

随着技术的进步发展，制程的步骤越来越多，工艺也更加复杂化。如采用多重图形技术的制程则为达到1000多道，而工艺窗口的挑战则要求几乎是“零缺陷”，这就对工艺控制水平提出了更高的要求。制造过程中任何细小的错误都将导致重新流片，而其代价将会很大，因此在制造过程中，检测和量测变得越来越重要，越早发现问题所在，可挽回的损失越大。

KLA-Tencor副总裁Mark Shirey在发布会上表示： “更先进的技术节点意味着更大的研发投入，而随着成本的增加良率的提升就显得尤为重要，良率与成本需要达到平衡。同时要尽量缩短从研发到上线，再到最终产品的周期。 KLA-Tencor一直致力于帮助客户加快产品开发周期，从而降低成本。KLA-Tencor也与客户通过紧密合作，当客户在生产和研发过程中遇到新的挑战时，KLA-Tencor的工程师都会在第一时间了解到客户的需求，并借助自身强大的技术能力帮助客户解决难题，最终实现和客户共同进步”。

随着工艺更加复杂化,制程控制在整个制程中非常关键

KLA-Tencor的产品线涵盖了半导体制程的各个环节和技术节点，包括晶圆表面缺陷、光罩、薄膜等，也同时提供数据的分析和储存。在其它领域，如高亮度LED、MEMS、功率器件等，KLA-Tencor也为客户提供了大量的先进技术和机台。

对于先进制程，如7nm和5nm等设计节点，芯片制造商想要找到产品上的叠对误差、线宽尺寸不均匀和易失效点(Hotspots)的明确起因将变得越来越困难。KLA-Tencor最近推出了5款图案成型控制系统，主要针对7nm以下的逻辑和尖端内存设计节点设计，以帮助芯片制造商实现多重曝光技术和EUV光刻所需的严格工艺宽容度。

这五款支持7纳米以下设计节点器件的新图案成型控制系统分别为：

·  ATL叠对量测系统采用独特的可调激光技术，具有1纳米波长分辨率，在工艺发生变化的情况下仍然可以自动保持稳定的高精度叠对误差测量，从而支持快速的技术提升以及生产过程中精确的晶圆处置。

·  SpectraFilm F1薄膜量测系统采用全新光学技术，对单层和多层薄膜厚度和均匀性进行高精度测量，用于监测生产中的沉积工艺，并提供带宽数据，从而无需等到生产线终端测试就可以提早预测器件的电性能。

·  Teron 640e光罩检测系统采用增强的光学系统、检测器和算法功能，可以捕捉关键的图案和颗粒缺陷并实现高产量检测，协助先进的掩模厂推动EUV和光学图案光罩的开发和认证。

·  LMS IPRO7光罩叠对位准量测系统采用新的操作模式，可以在很短的周期时间内精确测量器件内的光罩图案放置误差，从而为电子束掩模制版设备的校正实现了全面的光罩鉴定，并在IC制造厂减少了与光罩相关的器件叠对误差。

·  5D Analyzer X1数据分析系统提供了一个可扩展的开放式架构，可接收来自不同的量测和工艺设备的数据，以实现对全厂范围内工艺变化的先进分析、表征和实时控制。

KLA-Tencor副总裁Mark Shirey表示：“这五款系统将为我们的客户提供KLA-Tencor最尖端的技术，帮助他们降低由每个晶圆、光罩和工艺步骤所导致的图案成型误差，从制程的源头进行控制，及早发现错误，避免造成更大的损失。”

目前，全球领先的IC制造商已经在使用ATL，SpectraFilm F1和5D Analyzer X1系统，来支持一系列图案成型控制的应用。通过升级和新设备安装，Teron 640e和LMS IPRO7进一步增加了KLA-Tencor在尖端掩模厂中众多的光罩检测和量测系统的安装数量。

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