אפלייד מטיריאלס העולמית מכריזה על פריצת דרך בתחום טכנולוגיית eBeam, טכנולוגיית הדמייה אשר מבוססת על קרן אלקטרונים. הטכנולוגיה החדשה פותחה בישראל, בה פועלת חטיבת Process Diagnostics and  Control של אפלייד מטיריאלס, המנוהלת על ידי רפי בן עמי.

יצרניות השבבים משתמשות בטכנולוגיית eBeam כדי לזהות ולאפיין פגמים שמפאת גודלם אינם ניתנים לזיהוי על ידי מערכות אופטיות. מציאת פגמים על פני השטח או מוסתרים בעומק הופכת למאתגרת יותר ויותר ככל שיצרניות השבבים משפרות את ביצועי השבבים על ידי מזעור באמצעות ליתוגרפיית EUV, ובאמצעות מעבר לארכיטקטורות תלת ממד מורכבות כמו טרנזיסטורים חדשניים מסוג Gate All Around (GAA). פריצת הדרך הטכנולוגית של אפלייד מטיריאלס תאפשר ליצרניות השבבים להאיץ את תהליכי הפיתוח והייצור שלהן באמצעות טכנולוגית eBeam.

טכנולוגיית “Cold Field Emission” החדשה של אפלייד משפרת את רזולוציית התמונה בעד 50% לערכים הקטנים מננומטר בודד, ואת מהירות ההדמיה עד פי 10. כתוצאה, טכנולוגיה זו מאפשרת ללקוחותיה של אפלייד לאתר פגמים קטנים על פני השטח או בעומק שעד כה לא ניתן היה לראותם, ובכך לקצר את תהליך הפיתוח והייצור של השבבים, ולשפר את ביצועיהם.

בהמשך להודעה, אפלייד הציגה שני מוצרי CFE eBeam חדשים – SEMVision® G10 לאפיון פגמים ו-PrimeVision® 10 למציאת פגמים. המוצרים הללו יחזקו את ההובלה של אפלייד בשוק האבחון והבקרה של תהליכי eBeam.

Cold Field Emission: הדור הבא של טכנולוגיית eBeam

מערכות eBeam מסורתיות המבוססות על “thermal field emission” (TFE) פועלות בטמפרטורה גבוהה מ-1,500OC. החום הגבוה מגביל את הרזולוציה, ובהתאם פיזיקאים פועלים מזה עשרות שנים כדי לאפשר שימוש בטכנולוגיית “cold field emission” (CFE) הפועלת בטמפרטורת החדר. השימוש בטמפרטורה נמוכה מוביל לקרן צרה יותר ומאפשרת שימוש בכמות גדולה יותר של אלקטרונים ליחידת שטח, כך שמתקבלת רזולוציית תמונה חדה יותר מננומטר בודד ושיפור של עד פי 10 במהירות ההדמיה. עד כה, טכנולוגיית ה-CFE לא הייתה יציבה דיה עבור יישום מסחרי מכיוון שבטמפרטורת החדר, זיהומים הצטברו במיקרוסקופ האלקטרונים וגרמו לחוסר יציבות בביצועי המיקרוסקופ לאורך זמן; במערכות TFE, זיהומים שכאלה נהדפים אוטומטית בזכות החום הגבוה בו המערכת פועלת.

אפלייד השיגה שתי פריצות דרך שאפשרו למערכות CFE לעבוד בפס הייצור: הראשונה, שימוש בחומרים ייחודיים שפותחו במיוחד בכדי להפחית את נוכחותם של מזהמים. זאת בשילוב עם וואקום גבוה מ-1×10-11 מיליבר, שהינו גדול בשניים עד שלושה סדרי גודל מאשר זה המשמש מערכות TFE, וקרוב לוואקום הקיים בחלל החיצון.

פריצת הדרך השנייה הינה תהליך אוטומטי לניקוי עצמי. גם תחת תנאי ואקום קיצוניים במיוחד, עשויות להיווצר כמויות זעירות של שאריות גז שיפגעו בתפקוד המערכת. אפילו אם אטום בודד נצמד למקור ממנו נפלטים האלקטרונים, הוא עשוי לחסום חלקית את פליטתם, וכתוצאה מכך לגרום לפעולה לא יציבה. אפלייד פיתחה תהליך ניקוי עצמי מחזורי המסיר מזהמים, ובכך מאפשר ביצועים יציבים לאורך זמן.

“הטמעה של טכנולוגית CFE בפסי ייצור היא ההתקדמות הגדולה ביותר בטכנולוגיית הדמיית ה-eBeam מזה עשרות שנים”, אמר קית’ וולס, סגן נשיא הקבוצה להדמיה ובקרת תהליכים באפלייד מטיריאלס העולמית. “עם הרזולוציה וצפיפות האלקטרונים הגבוהים ביותר בתעשייה, טכנולוגיית ה-CFE החדשה של אפלייד מאפשרת ליצרניות השבבים לזהות במהירות פגמים שהם מעולם לא הצליחו לראות קודם לכן”.

הכירו את SEMVision® G10 ואת PrimeVision® 10

מערכת SEMVision G10 לאפיון פגמים: משפחת מוצרי SEMVision של אפלייד היא מערכת האפיון מבוססת ה-eBeam המתקדמת והנפוצה ביותר בעולם, והיא מאפשרת ללקוחות לבצע הדמיה של הפגמים הקטנים ביותר כדי להבין את מקור הבעיות המשפיעות על פיתוח וייצור השבבים. מערכת SEMVision G10 החדשה משתמשת בטכנולוגיית CFE כדי להשיג רזולוציית תמונה חדה יותר מננומטר בודד , ומהירה עד 3x מהמוצר הקודם של החברה. מערכת SEMVision G10 של אפלייד נבחרה בידי כל יצרניות השבבים המתקדמים המפתחות את הדור הבא של טרנזיסטורים מסוג Gate All Around (GAA), וכבר הניבה יותר מ-400 מיליון דולר בהכנסות. מערכות SEMVision G10 נפרסו גם ביצרני זיכרונות מובילים לפיתוח וייצור של זיכרונות מתקדמים מסוג DRAM ו-NAND.

מערכת PrimeVision 10 למציאת פגמים: PrimeVision 10 היא תוספת חדשה לסל מוצרי ה-eBeam של אפלייד. המערכת מציגה רזולוציה בקנה מידה ננומטרי למציאת פגמים זעירים על פני השטח של השבב, כמו גם טכנולוגיית זיהוי תלת ממדית המוצאת פגמים קריטיים המוסתרים בעומק השבבים. בזכות טכנולוגית CFE, מערכת ה-PrimeVision 10 מאפשרת מציאת פגמים קטנים שעד היום לא נמצאו, במהירות של עד 10x לעומת מערכות eBeam מבוססות TFE.

אפלייד מטיריאלס היא הספקית מספר אחת בתעשיית בקרת התהליכים של מערכות eBeam, עם הכנסות של יותר ממיליארד דולר בשנה הקלנדרית 2021, ועם נתח שוק של יותר מ-50% בסקטור ה-eBeam.

עוד פיתוח ישראלי שמשנה את התעשייה

חטיבת Process Diagnostics and Control עוסקת בפיתוח וייצור מערכות לתחום בקרת ייצור השבבים, אחת מהפעילויות האסטרטגיות והחשובות של אפלייד מטיריאלס העולמית. המערכות המתקדמות לבדיקה ובקרה, המפותחות ומיוצרות בישראל, מאפשרות ללקוחות הגלובליים של החברה לייצר שבבים באופן חכם, מהיר ויעיל יותר וכך להבטיח המשך קידמה טכנולוגית בכל תחום. כיום, כמעט כל שבב בעולם עבר בתהליך הייצור דרך המכונות תוצרת כחול-לבן של אפלייד.

הפעילות של אפלייד בישראל נעשית כחטיבה עסקית עצמאית והיא כוללת מגוון רחב של תפקידים מקצועיים וניהוליים שונים. אפלייד מעסיקה כיום כ-2,300 עובדים ועובדות בישראל.

קרדיט תמונה – אפלייד מטיריאלס