Содержание
- Исполнительное резюме: 2025 и далее
- Факторы рынка, ускоряющие внедрение метрологии на основе VTM
- Обзор технологий: чего уникальна метрология на основе VTM?
- Конкуренция на рынке: ключевые игроки и новаторы
- Последние достижения в приложениях VTM для производства полупроводников
- Проблемы интеграции и решения в условиях фабрики
- Прогнозы по рынку до 2029 года: рост, сегменты и регионы
- Стратегические партнерства и сотрудничество в отрасли
- Регуляторные, стандартные и качества аспекты
- Будущие перспективы: потенциальные нарушения и долгосрочные возможности
- Источники и ссылки
Исполнительное резюме: 2025 и далее
Метод Молекулярного Транспорта (VTM)-основанная метрология полупроводников становится ключевой технологией, способной справляться с растущей сложностью архитектур устройств и жесткими требованиями к контролю процессов в полупроводниковой индустрии. К 2025 году расширение передовых логических и памятьевых узлов, особенно на уровне 3 нм и ниже, вызвало необходимость в метрологических решениях, способных проводить неразрушающий, высокоразрешающий и быстрый анализ все более сложных структур. Техники на основе VTM интегрируются в рабочие процессы контроля процессов, предоставляя критически важные измерения для тонких пленок, качества интерфейсов и состава материалов, что имеет решающее значение для повышения выхода и сокращения дефектов.
Крупные производители оборудования начали интегрировать инструменты на основе VTM в свои портфели метрологии. Компания KLA, например, упоминала о поиске новых возможностей анализа материалов, подходящих для узлов следующих поколений устройств. Аналогично, Lam Research продолжает исследовать передовые решения метрологии для процессов атомных слоев, технологии VTM предназначены для решения метрологических пробелов в селективном осаждении и травлении. Эти усилия соответствуют переходу на 3D-структуры устройств, такие как транзисторы GAA и современные DRAM, где традиционные метрологические методы сталкиваются с ограничениями пространственного разрешения и чувствительности к материалам.
Отраслевые консорциумы, такие как SEMI, и совместные инициативы НИОКР поддерживают стандартизацию и проверку методов на основе VTM, подчеркивая их актуальность для массового производства. Ожидается, что интеграция этих методов ускорится, поскольку производители полупроводников стремятся сократить время цикла и улучшить рабочие окна, особенно в приложениях EUV-литографии и передней упаковки.
Смотря вперед, перспективы для VTM-метрологии полупроводников в ближайшие годы выглядят многообещающими. Ожидается, что внедрение будет расти по мере увеличения производства на фаби с передовыми узлами и по мере распространения гетерогенной интеграции и передней упаковки. VTM-метрология также предназначена для поддержки внедрения новых материалов, включая 2D-полупроводники и соединительные материалы, где традиционная метрология оказывается недостаточной. Основное внимание в отрасли будет сосредоточено на увеличении производительности, автоматизации и интеграции с платформами управления процессами на основе ИИ, стремясь максимизировать возврат инвестиций как для производителей инструментов, так и для производителей чипов.
В заключение, VTM-метрология находится на переднем крае инноваций в контроле процессов полупроводников. Ее траектория на протяжении 2025 года и далее будет формироваться продолжающимися инвестициями со стороны производителей инструментов, растущим принятием со стороны производителей полупроводников и продолжающимся сотрудничеством по всей цепочке поставок для решения технических вызовов производства передовых узлов.
Факторы рынка, ускоряющие внедрение метрологии на основе VTM
Внедрение метрологии полупроводников на основе модулей вакуумного переноса (VTM) ускоряется благодаря конвергенции технических, экономических и цепочечных факторов, которые пересматривают индустрию в 2025 году и, как ожидается, будут сохраняться в последующие годы. Несколько ключевых факторов рынка способствуют этой тенденции:
- Расширение узлов и сложность устройств: Постоянный переход к логике и памяти под 5 нм требует все большей точности в метрологии. Сокращение критических размеров и сложные 3D-структуры, такие как транзисторы GAA и элементы с высокой аспектной длиной, требуют бесконтаминантного обращения и быстрых, автоматизированных циклов измерений, для чего необходимы системы на основе VTM. Ведущие поставщики оборудования, такие как Lam Research и Applied Materials, недавно акцентировали внимание на интеграции вакуумной передачи в свои платформы метрологии и инспекции для удовлетворения этих требований.
- Повышение выходных показателей и контроль дефектов: По мере ужесточения условий процесса обратная связь в реальном времени и мониторинг in situ становятся необходимыми для оптимизации выхода. Платформы метрологии на основе VTM поддерживают архитектуры кластерных инструментов, обеспечивая бесшовную передачу между камерами процессов и измерений под вакуумом. Это сокращает время воздействия подложки на загрязняющие вещества и обеспечивает точность измерений, что является ключевым аспектом, на который акцентируют внимание в последних предложениях KLA Corporation и Hitachi High-Tech Corporation.
- Автоматизация и производительность: Экосистема производства подложек все активнее использует автоматизацию для решения проблемы нехватки квалифицированного труда и поддержания эффективности массового производства. Системы VTM облегчают автоматизированный, высокопроизводительный перенос подложек между модулями метрологии и камерами процессов, поддерживая тенденцию к фабрикам без человека. Tokyo Electron и SCREEN Semiconductor Solutions оба подчеркивают роль вакуумной передачи и робототехники в своих последних инструментах метрологии.
- Контроль загрязнений и надежность: Поскольку архитектуры устройств становятся более чувствительными к частицам и молекулярным загрязняющим веществам, поддержание чистоты поверхностей подложки имеет решающее значение. Метрология на основе VTM исключает атмосферное воздействие во время внутренних переносов инструментов, что соответствует стандартам контроля загрязнений, установленным отраслевыми ассоциациями, такими как SEMI.
- Глобальная устойчивость цепочек поставок: Производители все больше акцентируют внимание на совместимости инструментов и модульности для улучшения гибкости цепочки поставок. Системы метрологии на основе VTM, обладая стандартизированными интерфейсами и модульным дизайном, поддерживают быструю переоснащение инструментов и совместное использование оборудования по нескольким производственным линиям, как указано в обновлениях технологий ASML.
Смотря вперед к 2025 году и далее, стремление к более высокому выходу подложек, снижению дефектности и непрерывным инновациям в процессах гарантирует, что метрология на основе VTM останется краеугольной технологией в современных полупроводниковых фабриках, поддерживая как инкрементные, так и трансформационные процессные достижения.
Обзор технологий: чего уникальна метрология на основе VTM?
Техники, основанные на Молекулярной Транспортной Метрологии (VTM), становятся значительным нововведением в метрологии полупроводников, предлагая уникальные возможности для контроля процессов на уровне линии и продвинутой характеристикации материалов. В отличие от традиционных методов измерения на основе поверхности или контакта, VTM использует контролируемые взаимодействия в паровой фазе для анализа критических параметров полупроводников, таких как состав, толщина, однородность и уровень дефектов как на подложках, так и на тонких пленках. Этот подход особенно актуален, поскольку отрасль сталкивается с строгими требованиями к точности и неразрушающему анализу на узлах технологии ниже 5 нм.
Ключевым отличием VTM-метрологии является ее несоприкосновенное, химически избирательное зондирование, которое минимизирует загрязнение образцов и физическое повреждение — проблемы, которые все больше ставят под угрозу традиционную метрологию по мере уменьшения структуры устройств и диверсификации материалов. Используя целенаправленные химические пары, которые реагируют с конкретными компонентами пленки или подложки, VTM может достигать высокой чувствительности к вариациям состава и толщины. Это особенно полезно в приложениях, таких как мониторинг процессов осаждения атомных слоев (ALD), оценка высоко-к dielectrics и анализ структур 3D NAND, где традиционные оптические или электрические методы могут не хватать в глубинном разрешении или селективности.
Крупные поставщики оборудования, такие как Lam Research и KLA Corporation, интегрировали принципы VTM в свои наборы инструментов метрологии следующего поколения, подчеркивая быстрые циклы измерений в фабрике и совместимость с массовым производством. Например, некоторые системы, поддерживающие VTM, используют in-situ паровое травление или этапы пассивации поверхности, после чего следует реальное время спектроскопического анализа, предоставляя полезные данные за считанные секунды и поддерживая замкнутый цикл контроля процессов. Эта быстрая обратная связь является жизненно важной для современных логических и памятьевых фабрик, которые требуют почти непрерывного мониторинга для поддержания выхода на продвинутых узлах.
Более того, VTM-метрология идеально подходит для сложных гетерогенных архитектур устройств, таких как FET с трансверсально окружной решеткой (gate-all-around) и современные ячейки DRAM, где традиционные методы не обладают необходимым пространственным разрешением или различением материалов. Способность этого метода зондировать погруженные интерфейсы и оценивать конформность в элементах с высокой аспектной длиной позиционирует его как критически важный фактор для будущего масштабирования полупроводников.
Смотря вперед к 2025 году и далее, ожидается ускоренное внедрение инструментов VTM, поскольку проблемы интеграции процессов становятся все более острыми. Ожидается, что ведущие фабрики и производители интегрированных устройств будут активно расширять использование VTM, руководствуясь совместимостью технологии с автоматизацией 4.0 и синергией с анализом процессов на основе машинного обучения. Поскольку международная дорожная карта устройств и систем (IRDS) продолжает подчеркивать инновации в метрологии как ключевую узкую ссылку для масштабирования, VTM готова сыграть ключевую роль в стратегиях производства полупроводников следующего поколения (IEEE IRDS).
Конкуренция на рынке: ключевые игроки и новаторы
Конкурентная среда для метрологии полупроводников на основе вольт-настраиваемых метаматериалов (VTM) быстро развивается, поскольку как устоявшиеся метрологические компании, так и инновационные стартапы стремятся использовать уникальные возможности VTM для контроля процессов следующего поколения. К 2025 году стремление к передовым узлам — таким как 3 нм и ниже — усилило спрос на решения метрологии, предлагающие более высокую чувствительность, неразрушающее измерение и совместимость со сложными архитектурами 3D-устройств.
Среди самых видных игроков KLA Corporation продолжает интегрировать передовые материалы и фотонику в свои метрологические платформы. Хотя KLA не объявляла публично о продуктах, специфичных для VTM, на начало 2025 года, ее продолжающиеся инвестиции в оптическую и гибридную метрологию сигнализируют о готовности включить новые модули на основе VTM по мере их развития. Applied Materials — еще один крупный поставщик оборудования — также сосредоточила свои усилия на расширении своих предложений метрологии и инспекции, с исследовательским сотрудничеством, направленным на изучение передовых материалов и сенсоров, основанных на метаматериалах, для улучшенного обнаружения дефектов и измерений критических размеров.
На фронте инноваций несколько специализированных компаний и университетских спин-оффов начали коммерциализировать сенсоры и модули на основе VTM, адаптированные для характеристики полупроводников. Особенно стоит отметить, что imec продемонстрировала прототипы VTM-устройств в партнерстве с участниками отрасли, нацеливаясь на реальную метрологию и контроль процессов для подложек менее 5 нм. Их исследования по настраиваемым метаповерхностям и массивам наноантенн, поддерживаемые крупными фабриками и производителями инструментов, позиционируются как ключевой вклад к раннему внедрению решений на основе VTM.
В Азии Western Digital (Innovation Labs) и несколько ведущих фабрик активно исследуют сенсоры на основе VTM для инлайн-инспекции подложек и метрологии наложения в сотрудничестве с стартапами в области материаловедения. Эта региональная фокусировка поддерживается значительными инвестициями правительства в НИОКР полупроводников, особенно в Южной Корее и Тайване, что способствует конкурентной среде для быстрого прототипирования и пилотного внедрения инструментов на основе VTM.
Смотря вперед, ожидается, что конкурентная среда будет характеризоваться увеличением сотрудничества между производителями оборудования, исследовательскими институтами и компаниями-производителями материалов. Дорожная карта для метрологии на основе VTM предполагает коммерческие развертывания в пилотных линиях к концу 2025 — 2026 года, с более широким проникновением на рынок, зависящим от успешной интеграции с существующими цепочками инструментов метрологии и демонстрацией выгод в производительности и точности измерений. По мере углубления партнерств в экосистеме, сфера готова к быстрому прогрессу, а новые участники и устоявшиеся игроки спешат предложить масштабируемые, готовые к производству решения метрологии VTM.
Последние достижения в приложениях VTM для производства полупроводников
Интеграция технологий на основе модулей вакуумного переноса (VTM) в метрологии полупроводников продолжает ускоряться по мере того, как производители стремятся к передовым узлам и более сложным архитектурам устройств. В 2025 году отрасль рассматривает решения на основе VTM как критически важные для поддержания целостности образцов и обеспечения высокопроизводительных, неразрушающих методов измерений на протяжении всего процесса производства полупроводников.
Одним из самых значительных достижений является объединение систем VTM с передовыми инструментами метрологии, такими как сканирующие электронные микроскопы (SEM), трансмиссионные электронные микроскопы (TEM) и атомные силовые микроскопы (AFM). Эти модули позволяют бесшовный, бесконтаминантный перенос подложек и образцов между процессорными камерами и станциями инспекции в условиях ультравысокого вакуума (UHV) или контролируемой среды. Эта возможность особенно важна для метрологии на масштабах меньше 5 нм, где даже кратковременное атмосферное воздействие может изменить химический состав поверхности или вызвать дефекты. Такие компании, как ULVAC, Inc. и Kurt J. Lesker Company разработали модульные платформы VTM, которые напрямую интегрируются с инструментами метрологии и процесса, поддерживая размеры подложек 300 мм и более.
Недавние объявления о продуктах подчеркивают эту тенденцию. В 2024 году Brooks Automation расширила свое портфолио VTM, предлагая более высокую производительность и улучшенную совместимость с чистыми помещениями, непосредственно отвечая на спрос на быструю, бесконтаминантную обработку подложек в камерах метрологии. Аналогично, Ferrotec представила новые компоненты VTM, предназначенные для метрологии и инспекции следующего поколения, с акцентом на надежность и интеграцию с платформами анализа дефектов, основанными на ИИ.
В плане применения метровая метрология на основе VTM все чаще применяется в инспекции дефектов на линии и в конце этапа, измерении критических размеров (CD), метрологии наложения и контроле процессов для передней упаковки. Например, Applied Materials подчеркивает важность вакуумного переноса для модулей метрологии в своих последних решениях контроля процессов, ссылаясь на улучшение повторяемости измерений и сокращение потерь выхода, вызванных частицами.
Смотря вперед, ожидается, что в ближайшие годы произойдет дальнейшая стандартизация и совместимость в модулях VTM, что позволит гибко объединять инструменты и создавать более автономные производственные среды. Продолжающееся уменьшение размеров устройств, включая транзисторы GAA и 3D NAND, будет продолжать стимулировать инновации в аппаратном и программном обеспечении метрологии на основе VTM. Поскольку отрасль движется в сторону 2 нм и далее, решения VTM становятся все более интегрированными для достижения необходимой точности, чистоты и производительности в рабочих процессах метрологии полупроводников.
Проблемы интеграции и решения в условиях фабрики
Интеграция систем метрологии полупроводников на основе модулей вакуумного переноса (VTM) в условиях фабрики является быстро развивающейся областью, особенно поскольку производители чипов стремятся обеспечить более высокую производительность и более строгий контроль процессов на передовых узлах. Основная проблема заключается в бесшовном включении метрологии на основе VTM в высокоавтоматизированные чистые помещения с ограниченным пространством, при этом соблюдая требования надежности, контроля загрязнений и интеграции данных.
Одной из выдающихся проблем является необходимость поддерживать условия ультравысокого вакуума во время передачи подложек между инструментами процессов и метрологии. VTM необходимы для минимизации рисков загрязнений, но их интеграция увеличивает сложность системы и занимаемую площадь. Недавние решения сосредоточены на модульных конструкциях VTM и улучшенной робототехнике, что обеспечивает гибкое развертывание с минимальными нарушениями в планировке фабрики. Например, Lam Research представила компактные платформы VTM, совместимые с кластерным оборудованием, которые поддерживают как травление, так и модули метрологии, помогая фабрикам минимизировать занимаемую площадь оборудования и количество действий по обработке подложек.
Интероперационность данных — еще одна проблема, поскольку системы метрологии на основе VTM генерируют обширные, гетерогенные наборы данных, которые необходимо синхронизировать с широкомасштабными системами управления производством (MES) и платформами управленияadvancedProcess Control (APC). Ведущие производители оборудования, такие как KLA Corporation, разрабатывают стандартизированные интерфейсы данных и решения для вычислений на краю, чтобы облегчить безопасную, реальную аналитику непосредственно на уровне инструмента, улучшая обратную связь по процессу и сокращая время цикла.
Еще одним препятствием интеграции является поддержание времени безотказной работы и надежности инструментов в условиях жесткой непрерывной производственной среды. Инновации в предиктивном обслуживании — с использованием датчиков IoT и диагностического анализа на основе ИИ — внедряются для мониторинга здоровья VTM и предварительной диагностики сбоев. Applied Materials недавно расширила свои возможности удаленного мониторинга для кластеров метрологии на основе VTM, сообщая о значительном снижении непредвиденного времени простоя и вмешательства обслуживания.
Смотря вперед к 2025 году и далее, переход к приложениям, превышающим закон Мура (например, передняя упаковка, гетерогенная интеграция), потребует еще более адаптируемых систем метрологии на основе VTM. Отраслевые сотрудничества, такие как те, что возглавляет SEMI, работают над разработкой открытых стандартов для связи инструментов и интероперабельности, стремясь упростить интеграцию VTM через различные технологические потоки. Поскольку фабрики стремятся к более высокому выходу и эффективности на узлах менее 5 нм и в 3D-структурах, возможность гибкой и надежной интеграции метрологии на основе VTM станет ключевым фактором.
Прогнозы по рынку до 2029 года: рост, сегменты и регионы
Рынок метрологии на основе VTM для полупроводников готов к значительному расширению с 2025 по 2029 год, под влиянием быстрого внедрения решений для управления процессами в секторе производства полупроводников. Виртуальная метрология (VTM) использует машинное обучение и данные процессов для предсказания критических параметров подложек в реальном времени, снижая зависимость от медленных, дорогих физических измерений и повышая производительность и выход. Этот технологический сдвиг набирает популярность по мере перехода производителей чипов к узлам менее 5 нм и развертыванию 3D-архитектур, что требует более строгого контроля процессов и более сложных решений метрологии.
Согласно недавним публичным заявлениям и дорожным картам от ведущих поставщиков оборудования для полупроводников, ожидается, что интеграция VTM с традиционными инструментами метрологии станет повсеместной как в логических, так и в памятьевых фабриках. Applied Materials выделила роль VTM в стратегиях продвинутого управления процессами, особенно для новых транзисторных структур и EUV-литографии, прогнозируя, что метрология, управляемая программным обеспечением, станет краеугольным камнем фабрик следующего поколения к 2026 году. Аналогично, KLA Corporation подчеркивает продолжающееся развитие платформ, поддерживающих VTM в своем портфеле метрологии, с ожидаемым значительным ростом принятия со стороны ведущих фабрик и производителей интегрированных устройств.
Сегментация рынка показывает, что производство логики — обусловленное передовыми узлами для ИИ, HPC и мобильных приложений — станет крупнейшим потребителем решений метрологии на основе VTM. Фабрики памяти, особенно те, которые производят 3D NAND и DRAM, также ожидают увеличения инвестиций в VTM по мере усложнения процессов. В региональном аспекте, Азиатско-Тихоокеанский регион останется доминирующим рынком, принимая во внимание сосредоточение ведущих фабрик в Тайване, Южной Корее и Китае. Компании такие как TSMC и Samsung Electronics активно интегрируют передовые подходы к метрологии, чтобы сохранить свою конкурентоспособность на передовой линии.
Смотря вперед к 2029 году, конкурентная среда, вероятно, увидит увеличение партнерства между производителями оборудования и поставщиками программного обеспечения, так как подход, управляемый данными VTM, требует бесшовной интеграции с автоматизацией фабрики и системами управления процессами. Переход к моделям «умных фабрик» — включая ИИ, большие данные и VTM — еще больше ускорит внедрение. В результате, ожидается, что глобальный рынок метрологии на основе VTM для полупроводников продемонстрирует сильный двузначный рост до 2029 года, возглавляемый Азиатско-Тихоокеанским регионом, за которым следуют Северная Америка и Европа, поскольку современные производственные узлы proliferate и новые фабрики начинают работать.
Стратегические партнерства и сотрудничество в отрасли
Рост VTM (Виртуальная Тестовая Метрология) в производстве полупроводников вызывает волну стратегических партнерств и сотрудничества в отрасли, поскольку производители чипов и поставщики оборудования стремятся ускорить контроль процессов и повысить выход на передовых узлах. В 2025 году интеграция VTM в условия фабрики продвигается благодаря альянсам, которые объединяют экспертизу метрологии с достижениями в области ИИ, аналитики данных и процессного оборудования.
Ключевые игроки в VTM-метрологии, такие как KLA Corporation и Applied Materials, формируют партнерства с ведущими полупроводниковыми фабриками и производителями интегрированных устройств (IDM) для совместной разработки решений виртуальной метрологии, адаптированных для узлов менее 5 нм и emerging 3D структур. Например, KLA Corporation объявила о сотрудничестве с крупными производителями логики и памяти для внедрения виртуальной метрологии на основе ИИ в высоких объемах производства, используя данные процессов и сенсоров в реальном времени для предсказания критических размеров и дефектности с высокой точностью.
В то же время, поставщики оборудования работают с компаниями-программными разработчиками для интеграции алгоритмов VTM в процессные инструменты. ASML, ведущий поставщик литографии, сотрудничает с компаниями по контролю процессов и аналитикой для интеграции модулей виртуальной метрологии непосредственно в свои сканеры и платформы инспекции, улучшая мониторинг на месте для EUV и продвинутых узлов DUV (ASML). Такие сотрудничества с направлением предоставления фабрикам предсказуемого контроля и обратной связи, которые уменьшают нагрузку на метрологию, сокращают время цикла и улучшают общий выход.
Отраслевые консорциумы и научно-исследовательские альянсы также способствуют разработке и стандартизации методов VTM. Организации, такие как SEMI и imec, ведут совместные проекты, которые объединяют производителей чипов, поставщиков инструментов и поставщиков аналитики для установления лучших практик VTM и обеспечения совместимости в различных условиях фабрики (imec). Эти сотрудничества имеют решающее значение, поскольку отрасль переходит к высокомиксовому, малому производству и гетерогенной интеграции, где традиционные металогии не могут масштабироваться.
Смотря вперед к ближайшим годам, такие межотраслевые партнерства ожидаются, с акцентом на стандартизацию форматов данных, улучшение переносимости моделей и расширение охвата VTM к новым материалам и процессным потокам. Поскольку сложность полупроводников возрастает, коллективные инновации, воспроизводимые стратегическими альянсами, будут иметь жизненно важное значение для поддержания увеличения выходов и конкурентоспособности в современных производственных процессах.
Регуляторные, стандартные и качества аспекты
Поскольку VTM (Модуль Вакуумного Переноса)-основанная метрология полупроводников становится все более интегральной к передовому производству чипов, регуляторные рамки и отраслевые стандарты быстро развиваются, чтобы обеспечить качество, совместимость и безопасность в рамках глобальных цепочек поставок. В 2025 году плавный переход к узлам менее 3 нм и сложным 3D-архитектурным делает важным наличие надежных стандартов метрологии, поскольку даже малые отклонения в процессе могут критически повлиять на выход продукции и надежность.
Ключевые международные органы стандартизации, такие как SEMI, активно обновляют спецификации, относящиеся к интерфейсам VTM, чистоте, контролю загрязнений и протоколам обмена данными. Например, стандарты SEMI E84 и E87, которые регулируют автоматизированные системы обработки материалов и отслеживания подложек, пересматриваются, чтобы учесть интеграцию все более сложных инструментов метрологии на основе VTM в условиях умного производства. Параллельно ZEISS Semiconductor Manufacturing Technology и KLA Corporation в сотрудничестве со стандартными группами разрабатывают лучшие практики для связи инструментов и совместимости данных метрологии на уровне линии, что является важным для реального контроля процессов на высокомасштабных фабриках.
Гарантия качества имеет первостепенное значение, поскольку системы на основе VTM часто обрабатывают ультра-чистые подложки в вакуумной среде для предотвращения загрязнения частицами. Производители, такие как Brooks Automation и ULVAC, сертифицируют свои модули VTM для соответствия или превышения последних стандартов SEMI F47 (устойчивость к просадке напряжения) и SEMI S2 (гидроклинические нормы), обеспечивая стабильность работы и минимизируя риски загрязнения. Эти сертификации становятся все более необходимыми для крупных фабрик и производителей интегрированных устройств (IDM), которые требуют строгих данных о квалификации перед внедрением новых платформ метрологии.
Смотрим вперед, ожидается, что регуляторная среда станет еще более жесткой, особенно относительно целостности данных и кибербезопасности в системах метрологии на основе VTM. С увеличением вашей connectiv через платформы к соединениям и передачи данных между инструментами метрологии и системами автоматизации фабрики, мы предсказываем, что стандарты по безопасной обработке данных и отслеживаемости — такие, как под защиты SEMI E30 (GEM) и SEMI E133 (управление сбором данных) — переживут большую жесткость и усовершенствования. Кроме того, следственные правила, касающиеся закупок в насосах и потреблении энергии, влекомые такими учреждениями, как агентство по охране окружающей среды США (EPA), окажут влияние на выбор оборудования VTM и операционные практики в ближайшие годы.
В общем, 2025 год отметит страну возрастающего регуляторного контроля и стандартизации в VTM-основанной метрологии полупроводников, когда участники отрасли активно сотрудничают для обеспечения того, чтобы технологические достижения совпадали с надежными схемами качества и соблюдения.
Будущие перспективы: потенциальные нарушения и долгосрочные возможности
Смотря вперед к 2025 году и следующим годам, траектория VTM (Виртуальная Тестовая Метрология)-основанной метрологии полупроводников предполагает как значительные нарушения, так и новые долгосрочные возможности для отрасли. Поскольку архитектура устройств становится все более сложной — под воздействием передовых узлов, таких как 3 нм и распространения 3D-структур — традиционные методы метрологии все более сталкиваются с необходимостью обеспечивать точный, неразрушающий и экономически эффективный контроль процессов. VTM, которая использует ИИ, машинное обучение и высоко точное моделирование для дополнения или замены прямых физических измерений, готова решить эти потребности и переопределить стратегии контроля процессов на всех фабриках мира.
Ключевые игроки отрасли активно продвигают технологии VTM. Например, Lam Research интегрировала возможности виртуальной метрологии в свой портфель оборудования, подчеркивая предсказуемый контроль процессов и повышение выхода. Аналогично, Applied Materials акцентирует внимание на использовании аналитики, управляемой ИИ, и виртуальных сенсоров для предоставления актуальной информации, снижая нагрузку на инструменты метрологии и время цикла. Ожидается, что эти инициативы еще более развиваются к 2025 году, с более широкой адаптацией в средах массового производства.
Ожидаемое нарушение заключается в переходе от обширного выборочного измерения на линии к селективным, управляемым данными подходам, основанным на VTM. Этот переход может существенно снизить затраты на метрологию — исторически значительные расходы для ведущих фабрик — и позволит более точно контролировать вариабельность процессов. В результате фабрики могут достичь более высоких показателей выхода и более быстрого выхода на объем для новых поколений устройств. Более того, VTM открывает возможность для более гибкой разработки процессов, поскольку виртуальные петли обратной связи ускоряют циклы обучения и позволяют быстро настраивать рецепты процессов на основе смоделированных результатов, а не на основе исчерпывающего эмпирического тестирования.
Однако остаются проблемы, особенно валидация моделей и необходимость надежной интеграции с существующими системами управления процессами. Отраслевые сотрудничества — такие, как те, что поддерживаются SEMI и консорциумами, такими как imec — крайне важны для установления стандартов интероперабельности и лучших практик, которые обеспечат масштабируемость VTM через разные наборы инструментов и технологические узлы.
Смотря в долгосрочной перспективе, VTM предполагается развиваться наряду с достижениями в области ИИ, цифровых двойников и общей инфраструктуры данных фабрики. По мере улучшения предсказательной точности, VTM может открыть путь к «фабрикам без мужчин», где большая часть контроля процессов управляется и оптимизируется автономно. В конечном счете интеграция VTM-основанной метрологии может стать конкурентным преимуществом для производителей полупроводников, формируя их подход к затратам, качеству и времени выхода на рынок на протяжении конца десятилетия и далее.
Источники и ссылки
- KLA Corporation
- Hitachi High-Tech Corporation
- ASML
- IEEE IRDS
- imec
- ULVAC, Inc.
- Kurt J. Lesker Company
- Brooks Automation
- Ferrotec
- ZEISS Semiconductor Manufacturing Technology
