KLA突破电子束晶圆缺陷检测瓶颈，将助EUV光刻机一臂之力

半导体工艺技术的路线发展，无论是在存储技术的途径上，朝着 3D NAND 和 DRAM 前进，或是往逻辑器件的 FinFET 和 GAA（Gate-All-Around）结构迈进，工艺技术越先进，对于晶圆缺陷检测与控制的技术要求越高。

晶圆缺陷检测技术分为光学和电子束技术。传统检测技术是以光学检测为主，透过光学原理可以很快地大范围检测。然而，随着半导体制程不断往下微缩，光学检测在先进工艺技术的图像识别的灵敏度明显递减，因此给了电子束检测技术一个大显身手的机会。

相较于光学检测技术，电子束检测技术的优势是灵敏度高，但检测的速度较慢。

电子束的原理，是利用电子束扫描待测元件，得到二次电子成像的影像，通过对二次电子的收集，以呈现的图像来解析晶圆在制程中的异常处。电子束检测的优势，是比较不受某些表面物理性质的影响，且可以检测很小的表面缺陷，如栅极刻蚀残留物等。

因此，现在针对先进制程芯片的生产流程，会同时使用光学检测与电子束检两种技术，来互相辅助，进而快速找到晶圆生产的缺陷并控制和改善。尤其，也追求能即时检测出缺陷，且尽可能在线上检测并进行控制。

光学检测和电子束检测的配合流程，是当光学检测系统在线上检测到缺陷后，会用电子束再去检视，重访已检测到的缺陷，并采用高分辨率图像收集、提取，以及先进的机器学习算法对缺陷进行分析和分类。

这也是光学检测系统和电子束检测系统互相配合的优势，可以即使的找出缺陷问题，并进一步提升晶圆厂在先进制程上的良率和学习曲线。

身为全球晶圆检测技术龙头的科磊 KLA 指出，无论是三维器件结构 3D NAND 和 DRAM，或是用于逻辑器件的 FinFET 和 GAA（Gate-All-Around）结构，晶圆厂都十分重视传统的缺陷控制策略。

KLA 日前提出革命性的 eSL10 电子束图案化晶圆缺陷检查系统，且该系统也导入深度学习算法，将人工智能系统运用于其中。

KLA 指出，eSL10 的研发是始于最基本的构架，针对研发生产存在多年的问题来寻求突破口，可提供高分辨率、高速检测功能，是目前市场上任何其他电子束系统都难以比拟的。

KLA 近一步指出，该技术可以辅助极紫外线（EUV）光刻技术的芯片，因为它能检测出常规光学或其他电子束检测平台无法捕获的缺陷。

eSL10 电子束检测系统能弥补对关键缺陷检测能力的差距，其独特的电子光学设计提供了在业界相对比较广泛的操作运行范围，能够捕获各种不同制程层和器件类型中的缺陷。

再者，KLA 提出Yellowstone 扫描模式每次可以扫描收集 100 亿像素的信息，支持高速运行的同时，并不会影响分辨率，以在较大区域内也能高效地研究潜在弱点，实现缺陷发现。

另外，Simul-6 传感器技术可以通过一次扫描，同时收集表面、形貌、材料对比度和深沟槽信息，从而减少具有挑战性的器件结构和材料中，识别不同缺陷类型所需的时间。

KLA 电子束部门总经理 Amir Azordegan 表示，利用单一的高能量电子束，eSL10 系统将电子束检测性能提升到了一个新水平。在此之前，电子束检测系统不能兼顾灵敏度和产能，严重限制了实际的应用。

经过采用全新的方法来设计电子束的架构和算法，eSL10 系统可以解决现有设备无法解决的问题。再者，目前 KLA 也将电子束检测列入对制造尖端产品至关重要的设备清单。

KLA 指出，eSL10 与 KLA 的旗舰款宽光谱晶圆缺陷检测系统的结合，可以为先进的芯片技术提供强大的缺陷发现和监测解决方案，在晶圆制造过程中，通过系统共同合作，可以更快地发现关键缺陷，解决从研发到生产的缺陷问题。

再者，eSL10 系统平台也具有独特的扩展性，可以延申到整个电子束检测和量测应用，包括全球先进的逻辑器件、存储器和制程设备制造商已经在使用 eSL10 系统。