半导体良率之战迎来“游戏规则改变者”

Published 26 Feb.2023 12:00(KST)

KAIST教授 Kim Jeongwon 团队
开发出可实时拍摄内部动力学的“超高速相机”

在我国三星电子与台湾台积电（TSMC）为确保3纳米半导体良率拼尽全力展开竞争之际，我国科学家开发出一项能够大幅提升半导体良率的技术。通过对半导体器件内部进行超高速、高分辨率的实时成像，可以及时修正问题。该技术有望成为决定韩台半导体战争胜负的“游戏规则改变者”，备受关注。

韩国研究财团26日表示，韩国科学技术院（KAIST）教授 Kim Jeongwon 研究团队开发出一项超高速相机技术，可高分辨率测量半导体器件内部的微细结构和动态特性。

半导体示意图。资料图片。与本文无关。

近年来，随着复杂度和功能性更高的微米级与纳米级器件研发不断增加，能够实时测量器件内部微细结构与运动的技术开发需求日益迫切。随着各类三维集成电路和器件的发展，半导体产业需要一种能够在更大晶圆面积范围内实现更高分辨率和更快测量速度的微结构计量技术。由于动态特性测量是理解器件内部各种物理现象并据此开发应用技术的基础，因此对更高的分辨率、更快的测量速度以及更大的测量范围提出了要求。现有测量技术在实现上述综合性能方面存在局限。

研究团队开发出一种能够以高速对复杂三维形状进行精密、准确测量的超高速相机技术，成功观测到复杂且不规则的高速动力学现象。该技术将脉冲宽度为100飞秒（万亿分之一秒）的光脉冲分解为1000种以上的颜色，然后利用具有不同颜色的各个脉冲，精确测量不同空间位置的高度差。该技术的速度和精度极高，每秒可测量2.6亿个像素的高度差，精度达到330皮米（30亿分之一米）量级。具备高速形貌成像速度和高空间分辨率的超高速相机技术，有望在对日益高度化、集成化的半导体工艺及三维打印过程进行实时监测并控制工艺方面发挥作用，从而大幅提升工艺良率，被寄予厚望。