揭秘半導(dǎo)體領(lǐng)域隱形大佬——蔡司SMT

為慶祝蔡司成立175周年活動，以 “挑戰(zhàn)想象力的極限”為主題的慶典在中國上海拉開帷幕?？柌趟臼侨蛞暪鈱W(xué)和光電子工業(yè)領(lǐng)域知名的科技企業(yè)。上一個財年，蔡司集團半導(dǎo)體制造技術(shù)、工業(yè)質(zhì)量與研究、醫(yī)療技術(shù)、光學(xué)消費品市場四大業(yè)務(wù)部門的總營收額逾70億歐元。大家似乎都知道蔡司光學(xué)鏡頭在消費電子、醫(yī)療、工業(yè)領(lǐng)域品質(zhì)卓越的表現(xiàn)，但了解蔡司在半導(dǎo)體領(lǐng)域也是重量級玩家的主要就是業(yè)內(nèi)人士了。

蔡司于1968年開始涉足半導(dǎo)體領(lǐng)域，最早是為電路板曝光設(shè)備提供鏡頭。如今，蔡司有哪些重量級產(chǎn)品來參與到半導(dǎo)體制造領(lǐng)域上來呢？與非網(wǎng)今天就帶大家看看蔡司SMT的產(chǎn)品有哪些？能實現(xiàn)什么樣的功能？

蔡司半導(dǎo)體制造部門（SMT, Semiconductor Manufacturing Technology）其實一直都在嘗試采用許多新穎的材料來滿足眾多的適用性要求，持續(xù)提供創(chuàng)造性的光學(xué)解決方案。Markus Weber 博士，蔡司集團執(zhí)行董事兼SMT部門負(fù)責(zé)人，強調(diào)：“極紫外光刻技術(shù)（EUV）就是一項面向未來的技術(shù)。其得到了數(shù)千項專利的支持，構(gòu)成了我們?nèi)粘Ｉ顢?shù)字化的基礎(chǔ)。通過支持下一代微芯片的制造，極紫外光刻技術(shù)（EUV）將使得摩爾定律至少再保持十年?！?/p>

目前，蔡司在半導(dǎo)體制造技術(shù)方面的主要產(chǎn)品有用于光罩缺陷定位與驗證的AIMS系統(tǒng)、零缺陷修復(fù)的MeRiT系統(tǒng)、提高良率的ForTune光罩微調(diào)解決方案、光罩測量的PROVE解決方案以及增進可靠性的數(shù)字化解決方案。

1、蔡司AIMS系統(tǒng)- 確保光罩無缺陷
在光罩制程中，缺陷驗證是至關(guān)重要的，了解光罩缺陷在光刻工藝上的影響，確保其在送到光刻機進行曝光前全數(shù)剔除。目前市場僅有AIMS? 系統(tǒng)以其與光刻機等效的光刻環(huán)境及技術(shù)實現(xiàn)各類型光罩缺陷驗證，例如雙模曝光 (Double patterning)、光源暨光罩協(xié)同優(yōu)化技術(shù)(SMO)、以及反演光刻 (Inverse Lithography)。

缺陷復(fù)驗、缺陷轉(zhuǎn)印分析以及修復(fù)驗證
在248nm、193nm、EUV光源的光刻工藝上，為了確保光罩無缺陷地轉(zhuǎn)印到芯片上，蔡司提供了專業(yè)的解決方案: AIMS?。藉由轉(zhuǎn)印分析，AIMS?能夠精準(zhǔn)驗證光罩的缺陷。第一臺蔡司 AIMS于1993年導(dǎo)入，如今此系統(tǒng)已成為標(biāo)準(zhǔn)光罩生產(chǎn)的一道工藝，保證出品至芯片廠使用的光罩無缺陷。

2、光罩修復(fù)-高精度電子束應(yīng)用

蔡司MeRiT系統(tǒng)采用聚焦電子束技術(shù)來修復(fù)高端光罩，該技術(shù)是業(yè)內(nèi)先進設(shè)備的代表，通過高端電子腔優(yōu)化最低能量，實現(xiàn)超小缺陷的修復(fù)。修復(fù)對象包括二元光罩(Binary mask)、移相光罩(Phase-shift mask)和極紫外光罩(EUV mask)上透明或不透明的各種形狀缺陷。通過模塊化軟件結(jié)合圖案復(fù)制(pattern copy)功能，MeRiT系統(tǒng)實現(xiàn)了高度自動化。另外，基于用戶配置的操作系統(tǒng)，實現(xiàn)了高度的靈活性，更能保證后續(xù)的光罩類型的用戶擴展。 ??

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?3、蔡司ForTune- 預(yù)防突發(fā)偏差，降低晶圓瑕疵，提高良率
晶圓代工廠對產(chǎn)線可預(yù)見性及可靠性有極高的依賴度。在客戶眼中高良率是晶圓代工廠能力的重要指標(biāo)，任何導(dǎo)致良率下降的工藝偏差都將嚴(yán)重?fù)p害客戶對晶圓代工廠能力的信任。在此基礎(chǔ)上，蔡司為您提供了一種創(chuàng)新解決方案，能夠有效防止突發(fā)偏差，提高晶圓產(chǎn)品套刻精度。

高效光罩微調(diào)解決方案
在市場其他可用解決方案的基礎(chǔ)上，通過對光罩進行高橫向分辨率的調(diào)整，蔡司ForTune 能提高晶圓場內(nèi)光刻參數(shù)。它適用于所有包括內(nèi)存DRAM, 3D NAND, XPOINT 及Logic在內(nèi)的各級市場， 并涵蓋以下兩個主要領(lǐng)域：

a. RegC 應(yīng)用方案

通過修正光刻機的透鏡特征（Lens fingerprint）及降低晶圓場內(nèi)刻套誤差(OPO, On product overlay)，蔡司ForTune 設(shè)備能增進高階的產(chǎn)品刻套精度(OPO)。

b. CDC 應(yīng)用方案

蔡司的ForTune 設(shè)備能有效減少晶圓場內(nèi)CDU導(dǎo)致的工藝缺陷，遵循偏移預(yù)防策略，提高良率。

4、蔡司PROVE-光罩量測解決方案
圖案放置是光罩量測中相當(dāng)重要的一部份。完整的芯片設(shè)計不僅對每一層光罩的特征圖形位置有嚴(yán)格的精準(zhǔn)度要求，并且為了得到能正常運行的電子組件，一整套產(chǎn)品內(nèi)不同層光罩的套刻有非常嚴(yán)格的技術(shù)需求。

高分辨率的對位及套刻量測系統(tǒng)
隨著多重圖案曝光的導(dǎo)入，光罩的復(fù)雜圖層將根據(jù)關(guān)鍵尺寸考量被拆分成不同的版圖，不同版圖之間要互相疊對。為了完成這些高精度任務(wù)，量測系統(tǒng)需要在圖像放置量測中具備極高的分辨率及空前的再現(xiàn)性和準(zhǔn)確性。

5、數(shù)字化解決方案- 提供高效生產(chǎn)力，優(yōu)化周轉(zhuǎn)時間和增進可靠性
蔡司為用戶提供了幾種基于FAVOR?計算引擎運行的自動化應(yīng)用程序。通過自動化及賦能技術(shù)，F(xiàn)AVOR? 解決方案能夠提升生產(chǎn)力和穩(wěn)定性。通過減少人工操作及人為失誤，該解決方案可以節(jié)省大量的時間，提升可靠性。此外，模塊化應(yīng)用能夠為特定生產(chǎn)需求提供定制化解決方案。

結(jié)語
在蔡司175周年慶典上，蔡司中國區(qū)總裁Maximilian Foerst先生談道，自1957年首次進入中國大陸市場以來，蔡司支持新中國的經(jīng)濟發(fā)展，無論是1999年落戶浦東自貿(mào)區(qū)，還是2012年在上海成立的中國創(chuàng)新中心，迄今已經(jīng)擁有了80多項知識產(chǎn)權(quán)。蔡司一直以來都與中國經(jīng)濟的發(fā)展同頻共振，也見證了中國經(jīng)濟史上的諸多關(guān)鍵階段。隨著市場趨勢的變化，蔡司也在加速轉(zhuǎn)型，通過對工業(yè)和醫(yī)療領(lǐng)域數(shù)字化解決方案的開拓創(chuàng)新，在中國堅定地推進數(shù)字化轉(zhuǎn)型。目前，蔡司正在致力于新能源汽車方面的重大創(chuàng)新，以支持中國的2060年碳中和目標(biāo)，而上海也已成為新能源汽車業(yè)務(wù)的全球總部。

早期的時候，蔡司將國外先進的技術(shù)引入中國，引領(lǐng)及支持各種先進的應(yīng)用。而現(xiàn)在，有很多創(chuàng)新的項目在中國本土進行，源自中國的創(chuàng)新突破也同樣將惠及全球。蔡司曾在2021年進博會上表示，希望進一步融入中國“雙循環(huán)”發(fā)展格局和本土產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)。短期內(nèi)，雖然可能會由于某些特殊的限制，導(dǎo)致一些技術(shù)交流的減少。但只有當(dāng)思想與技術(shù)的碰撞進一步加劇，才能加速新的突破，讓多數(shù)人受益。長期來看，開放與合作依然必不可少。像蔡司這樣的企業(yè)，能夠不忘初心，繼續(xù)勇于創(chuàng)新，不斷挑戰(zhàn)想象力的極限，以技術(shù)突破激勵全世界！