Les scientifiques de l’inspection des défauts de l’Université des sciences et technologies de Huazhong, de l’Institut de technologie de Harbin et de l’Université chinoise de Hong Kong font un examen approfondi des nouvelles perspectives et des tendances passionnantes sur la base d’anciennes grandes revues dans le domaine des méthodes d’inspection des défauts. L’examen se concentre sur trois domaines spécifiques : (1) l’évaluation de la détectabilité des défauts, (2) les divers systèmes d’inspection optique et (3) les algorithmes de post-traitement.
Publication dans la revue Journal international de la fabrication extrême, le Centre de recherche sur l’échelle nanométrique et la métrologie optique (NOMRC) dirigé par le professeur Shiyuan Liu et le professeur Jinlong Zhu de l’Université des sciences et technologies de Huazhong et leurs collaborateurs de l’Institut de technologie de Harbin et de l’Université chinoise de Hong Kong ont rédigé la première revue systématique pour présenter le contexte de la recherche, discuter des derniers progrès et de la tendance de l’inspection des défauts des plaquettes optiques. Cette revue a révélé que des techniques de pointe telles que la nanophotonique, les vortex optiques, l’imagerie informatique, l’imagerie de phase quantitative et l’apprentissage en profondeur peuvent avoir un impact profond sur l’inspection des défauts inférieurs à 10 nm. Les travaux pourraient ouvrir de nouvelles voies dans le domaine de l’inspection des défauts des tranches de semi-conducteurs.
Le professeur Jinlong Zhu et le professeur Shiyuan Liu déclarent que « les caractéristiques et l’espace toujours plus réduits sur les plaquettes à motifs mettraient à rude épreuve les capacités de toutes les solutions de métrologie et d’inspection actuelles pour équilibrer la sensibilité, la spécificité, la vitesse de traitement et le taux de capture ».
L’inspection optique des wafers en champ lointain reste l’un des chevaux de bataille de l’inspection des défauts dans l’usine. Dans un outil d’inspection de défauts classique, les défauts sont capturés en comparant des images de motifs de circuit de puces adjacentes. Le premier auteur de l’article de synthèse, le professeur Jinlong Zhu, déclare que « la clé de l’inspection des défauts n’est pas la résolution, mais le rapport signal sur bruit (SNR) et le contraste. L’amélioration du SNR et du contraste dépend fortement d’instruments sophistiqués, des architectures de modélisation avancées et des algorithmes de post-traitement, qui nous ont tous conduits à faire un examen complet des méthodes de détection des défauts des plaquettes sous les trois aspects suivants : (1) l’évaluation de la détectabilité des défauts, (2) les divers systèmes d’inspection optique, et (3 ) les algorithmes de post-traitement. »
« Il est d’une grande importance d’effectuer une évaluation de la détectabilité des défauts pour un type spécifique d’outils d’inspection pour les nœuds avancés », a expliqué le co-premier auteur, le Dr Jiamin Liu. « En fait, l’évaluation de la détectabilité des défauts implique généralement la formulation de règles quantitatives pour le SNR des signaux de diffusion des défauts, le développement d’outils de simulation pour la modélisation des signaux de diffusion des défauts et l’analyse du SNR des défauts. Nous avons constaté que le SNR des défauts dépend de manière significative. sur la topologie des matériaux et des défauts. »
Les approches conventionnelles de l’inspection des défauts optiques, telles que celle basée sur l’amplitude aux côtés de ses algorithmes de post-traitement, ont fait l’objet de discussions approfondies. Les nouveaux mécanismes d’inspection, y compris ceux basés sur la phase, le moment angulaire orbital, les ondes térahertz et les modes hyperboliques de Bloch, ont été mis en évidence pour rappeler aux lecteurs leur potentiel d’ouverture de nouvelles directions dans le domaine. En outre, la ptychographie aux rayons X, la seule méthode optique capable d’imager directement les défauts inférieurs à 20 nm de surface et de sous-surface pour l’ensemble de la plaquette, a également été examinée et prospectée en détail dans l’article. La ptychographie à rayons X a le potentiel de pénétrer le domaine en fournissant une résolution et une sensibilité 3D révolutionnaires une fois que les inconvénients, notamment la source de lumière à rayons X synchrotron, une quantité massive de données et la faible vitesse, seront conquis à l’avenir.
« Qu’il s’agisse de l’opérateur de différence d’image le plus simple ou de l’algorithme de synthèse d’image complexe ou même des algorithmes d’apprentissage en profondeur, ces algorithmes de post-traitement jouent un rôle essentiel dans l’inspection des défauts optiques en termes d’amélioration du SNR et du contraste des défauts. Par conséquent, nous avons fourni un une discussion détaillée des algorithmes de post-traitement impliqués dans l’inspection des défauts des plaquettes à motifs avec un accent particulier sur les avantages et les inconvénients des algorithmes d’apprentissage en profondeur », a ajouté le co-premier auteur, le Dr Tianlai Xu.
Le professeur Jinlong Zhu dit qu’ils « croient que l’inspection des défauts optiques sur les plaquettes à motifs restera un sujet difficile mais intéressant qui doit être abordé de toute urgence. Nous pensons que cet article de synthèse, qui est rédigé sur la base de revues précédentes et de certaines recherches exploratoires à la pointe de la technologie, est important à la fois pour les nouveaux venus dans le domaine et pour ceux qui cherchent à l’utiliser dans un travail interdisciplinaire. »
Jinlong Zhu et al, Inspection des défauts des plaquettes optiques au nœud technologique 10 nm et au-delà, Journal international de la fabrication extrême (2022). DOI : 10.1088/2631-7990/ac64d7
Fourni par International Journal of Extreme Manufacturing