提升半导体光刻设备生产效率 佳能推出晶圆测量机新品

来源：佳能

在日趋复杂的先进半导体制造工序中实现高精度的校准测量

佳能于2023年2月21日推出半导体制造用晶圆测量机“MS-001”，该产品可以对晶片进行高精度的对准测量※1。

在逻辑和存储器等尖端半导体领域，制造工序日趋复杂，晶片更容易发生翘曲等形变。为了制造出高精度的半导体元器件，需要准确测量晶片的变形情况，并使用数台半导体光刻设备将多达数层的电路图进行高精度套刻，然后再进行曝光。为了实现高精度套刻，晶片表面用于定位的对准标记由数个增加至数百个。为此，分别在每台半导体光刻设备中对数百个对准标记进行对准测量就非常耗时，从而降低了半导体光刻设备的生产效率。随着新产品的应用，可以在晶片运送至半导体光刻设备之前统一完成大部分的对准测量，减轻在半导体光刻设备中进行对准测量操作的工作量，从而提高半导体光刻设备的生产效率。

1. 借助区域传感器和调准用示波器新光源，可实现对准标记的高精度测量。

新产品“MS-001”所搭载的调准用示波器安装有区域传感器，可以进行多像素测量，降低测量时的噪音。另外，“MS-001”还可以对多个种类的对准标记进行测量。通过采用新开发的调准用示波器光源，新产品可提供的波长范围比在半导体光刻设备中※2测量时大1.5倍，能够以用户所需的任意波长进行对准测量。因此，相较于在半导体光刻设备中所进行的测量，“MS-001”所能实现的对准测量精度要更高。

2.通过使用“Lithography Plus”实现预测性曝光校正

通过引进解决方案平台“Lithography Plus”（2022年9月上市），可以将有关半导体光刻设备和“MS-001”的运转情况的相关信息集中到“Lithography Plus”中。将“MS-001”在半导体器件的制造工艺中所获取的测量数据和“Lithography Plus”所集中的信息进行对照监测，就可以检测出晶片表面对准信息的变化，并在半导体光刻设备上进行自动校正。这样就可以实现从对准测量到曝光工序的集中管理，为降低CoO※3做贡献。

※1. 制造半导体时要对多层电路图进行重叠，为了定位，对晶片上用于对准的标记、即对准标记进行测量的工作叫对准测量。

※2. 与佳能现有半导体光刻设备相比较。（截至2023年2月21日）

Cost of Ownership的简写。是半导体生产所需要的总成本的指标。

【应用新产品后提高生产效率效果示意图】

尖端半导体的生产需要进行100～700点的多点对准测量，如果引进“MS-001”的话，可以提高半导体光刻设备的生产效率，为用户降低CoO做贡献。

〈主要特点〉

借助区域传感器和调准用示波器新光源，可以实现对准标记的高精度测量。

l“MS-001”所搭载的调准用示波器安装有区域传感器，可以进行多像素测量，降低测量时的噪音。另外，它还可以对多个种类的对准标记进行测量。

l通过采用新开发的调准用示波器光源，“MS-001”可提供的波长范围比在半导体光刻设备中测量时大1.5倍，能够以用户所需的任意波长进行对准测量。因此，其所进行的对准测量比在半导体光刻设备中所进行的测量精度要更高。

调准用示波器的构造（示意）

通过使用“Lithography Plus”实现预测性曝光校正

通过引进解决方案平台“Lithography Plus”（2022年9月上市），可以将有关半导体光刻设备和“MS-001”的运转情况的相关信息集中到“Lithography Plus”中。将“MS-001”在半导体器件的制造工艺中所获取的测量数据和“Lithography Plus”所集中的信息进行对照监测，就可以检测出晶片上对准信息的变化，在半导体光刻设备上进行自动校正。这样就可以对从对准测量到曝光的各个工序进行集中管理，为降低CoO做贡献。

Lithography Plus使用示意

〈半导体光刻设备用检测设备的市场动向〉

在逻辑、存储器、CMOS传感器等尖端半导体领域，制造工序日趋复杂，半导体设备制造工厂为了制造出高精度的半导体元器件，需要提高套刻的精度，因而曝光前要测量的对准测量点也越来越多。如果在半导体光刻设备中对数量众多的测量点进行对准测量的话，测量本身会非常耗时，进而就会降低半导体光刻设备的生产效率。

为此，半导体制造领域引进了晶圆测量机，将半导体光刻设备的对准测量功能分离出来，以此来确保生产的高精度和生产效率。预计未来对高精度晶圆测量设备的需求将会增长。（佳能调查）

（关于调准用示波器）

是一种可以读取晶片上的对准标记并进行对准的设备。光刻设备要对电路图进行多次重复曝光。其定位精度是非常准确的。如果不能对已经曝光的下层部分进行准确定位的话，整个电路的质量会降低，进而导致生产良品率的降低。如果用高尔夫来比喻其精度的话，它就相当于从东京到夏威夷的距离实现“一杆入洞”。

审核编辑黄宇