早在2022年,OpenAI發布基于大語言模型的ChatGPT,就轟動全球,自此之后,各類AI大模型如同雨后春筍般涌現。訓練這些大模型需要阿伏伽德羅常數級的算力,以訓練GPT-4為例,需要215億petaFLOP,1 peta是10的15次方,即2.15 x 1025次浮點運算。阿伏伽德羅常數只有6.02x1023。
為了滿足對芯片算力的需求,邏輯芯片的線寬不斷縮小,器件結構更加復雜。從平面柵到鰭柵(FinFET),再到全環繞柵(GAA)。NVIDIA H100芯片就是廣泛應用的AI訓練芯片的產品,其先進邏輯芯片,采用的就是先進的GAA的晶體管結構。
H100為何價格居高不下,并且一片難求,其原因就在于,當先進邏輯芯片的工藝節點不斷發展演進,芯片的良率越來越成為制約產能和成本的因素。今年上半年,某晶圓大廠就曾爆出其GAA產品良率不到20%,遠遠低于保持其產品的競爭力的70%良率臨界值。
為了改進半導體生產工藝和產品良率,就需要獲取生產工藝中的量測和缺陷分析數據。而晶圓廠現有的量測和檢測方案,無法應對GAA晶體管復雜的3D結構帶來的挑戰。同時,時不我待的產業發展,也讓數據獲取更加爭分奪秒。基于賽默飛Helios 5 EXL晶圓級FIB產品的近產線TEM工作流程,可以彌補現有量測和缺陷分析的方案,助力并加速生產工藝改進和良率提升,實現產品更快的上市時間。
在GAA工藝過程中,有眾多的潛在缺陷,如:
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超晶格外延段的結晶缺陷和擴散
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鰭片形成階段的STI氧化物殘留
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埋入式電源導軌的缺陷
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鍺硅凹槽的鍺硅/內隔板蝕刻,外延層生長
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High-k和Metal gate晶體缺陷
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接觸質量和對準偏差
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供電網絡的μTSV缺陷
針對不同工段的缺陷和不同的缺陷類型,基于賽默飛Helios 5 EXL晶圓級FIB的近線TEM工作流程,可以大大減少獲取缺陷信息的時間,并且從極小的樣品體積中獲取元素信息等關鍵數據。
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缺陷分析僅僅是Helios 5 EXL可以諸多功能和應用的牛刀小試,除此之外,Helios 5 EXL還可以實現:
近產線 TEM 量測工作流程
近產線失效分析工作流程
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