Navigare nell’Era dell’Angstrom

Questo è un articolo sponsorizzato presentato da Applied Materials.

L’industria dei semiconduttori si trova in mezzo a un’era trasformativa mentre si scontra con i limiti fisici nel rendere i microchip più veloci ed efficienti. Mentre avanziamo verso l'”era dell’angstrom”, dove le caratteristiche del chip sono misurate in semplici atomi, le sfide della produzione hanno raggiunto livelli senza precedenti. I chip più avanzati di oggi, come quelli al nodo 2nm e oltre, richiedono innovazioni non solo nel design, ma anche negli strumenti e nei processi utilizzati per crearli.

Al centro di questa sfida si trova la complessità della rilevazione dei difetti. In passato, le tecniche di ispezione ottica erano sufficienti per identificare e analizzare i difetti nella produzione di chip. Tuttavia, poiché le caratteristiche del chip hanno continuato a diminuire e le architetture dei dispositivi sono passate dai transistor 2D planari ai transistor 3D FinFET e Gate-All-Around (GAA), la natura dei difetti è cambiata.

I difetti sono spesso a dimensioni così piccole che i metodi tradizionali faticano a rilevarli. Non più solo imperfezioni superficiali, sono ora comunemente sepolti in profondità all’interno di intricate strutture 3D. Il risultato è un aumento esponenziale dei dati generati dagli strumenti di ispezione, con mappe dei difetti che diventano sempre più dense e complesse. In alcuni casi, il numero di candidati difetti che richiedono revisione è aumentato di 100 volte, sovraccaricando i sistemi esistenti e creando ostacoli nella produzione ad alta velocità.

La tecnologia CFE di Applied Materials raggiunge una risoluzione sub-nanometrica, consentendo la rilevazione di difetti sepolti in profondità nelle strutture dei dispositivi 3D.

Il carico creato dall’aumento dei dati è aggravato dalla necessità di maggiore precisione. Nell’era dell’angstrom, anche il più piccolo difetto – un vuoto, un residuo o una particella larga solo pochi atomi – può compromettere le prestazioni del chip e il rendimento del processo di produzione del chip. Distinguere i veri difetti dagli allarmi falsi, o “difetti di disturbo”, è diventato sempre più difficile.

I sistemi tradizionali di revisione dei difetti, sebbene efficaci nel loro tempo, stanno faticando a tenere il passo con le esigenze della moderna produzione di chip. L’industria si trova in un punto di svolta, dove la capacità di rilevare, classificare e analizzare i difetti rapidamente e accuratamente non è più solo un vantaggio competitivo, ma una necessità.

La Nascita dell’Intelligenza Artificiale nella Produzione di Semiconduttori

Mentre la tecnologia eBeam fornisce la base per la rilevazione ad alta risoluzione dei difetti, il volume di dati generato dagli strumenti di ispezione moderni ha creato una nuova sfida: come elaborare e analizzare questi dati rapidamente e accuratamente. Qui entra in gioco l’intelligenza artificiale (AI).

I sistemi basati su AI possono classificare i difetti con una precisione straordinaria, suddividendoli in categorie che forniscono agli ingegneri informazioni utili.

L’AI sta trasformando i processi di produzione in tutti i settori, e i semiconduttori non fanno eccezione. Gli algoritmi di AI – in particolare quelli basati sul deep learning – vengono utilizzati per automatizzare e migliorare l’analisi dei dati di ispezione dei difetti. Questi algoritmi possono setacciare enormi set di dati, identificando modelli e anomalie che sarebbero impossibili da individuare manualmente per gli ingegneri umani.

Allenandosi con dati reali in linea, i modelli di AI possono imparare a distinguere tra veri difetti – come vuoti, residui e particelle – e allarmi falsi, o “difetti di disturbo”. Questa capacità è particolarmente critica nell’era dell’angstrom, dove la densità dei candidati difetti è aumentata esponenzialmente.

Abilitare la Prossima Ondata di Innovazione: Il SEMVision H20

La convergenza tra tecnologie di imaging avanzate e AI sta sbloccando nuove possibilità per la rilevazione dei difetti. I sistemi basati su AI possono classificare i difetti con una precisione straordinaria. La suddivisione dei difetti in categorie fornisce agli ingegneri informazioni utili. Questo non solo accelera il processo di revisione dei difetti, ma migliora anche la sua affidabilità riducendo il rischio di trascurare questioni critiche. Nella produzione ad alta velocità, dove anche piccoli miglioramenti nel rendimento possono tradursi in significativi risparmi di costi, l’AI sta diventando indispensabile.

La transizione verso nodi avanzati, la crescita delle architetture 3D intricate e l’espansione esponenziale dei dati hanno creato una tempesta perfetta di sfide di produzione, richiedendo nuovi approcci alla revisione dei difetti. Queste sfide sono affrontate con il nuovo SEMVision H20 di Applied.

Applied Materials

Combinando la tecnologia di emissione a freddo di seconda generazione (CFE) con avanzate analisi basate su AI, il SEMVision H20 non è solo uno strumento per la rilevazione dei difetti – è un catalizzatore di cambiamento nell’industria dei semiconduttori.