More Moore是半導體業者競逐努力的方向,未來幾年半導體關鍵尺寸仍將持續窄縮,進入3奈米、2奈米,甚至1奈米,進入奈米級製程意即須處理僅數十個原子大小的尺寸問題,只要有1個原子等級的缺陷就會影響良率,這在製造上是極為困難的嚴峻挑戰,也推升了檢測與計量設備的需求,依據Mordor Intelligence發表之「Global Semiconductor Metrology and Inspection Equipment Market - Growth, Trends, Covid-19 Impact, and Forecasts (2021 - 2026)」,全球半導體計量與檢測設備市場總值預估將從2020年的41.6億美元成長到2026年的53.7億美元。對於半導體製造業者而言,製程世代能否順利突破、產量與良率提升程度,均將嚴重影響競爭力,甚至關乎生存,而要找出缺陷根因、管控良率的關鍵工具,就是量測設備。
國家度量衡標準實驗室發展低掠角小角度X光散射(grazing-incidence small-angle x-ray scattering, GISAXS)量測技術,能協助滿足半導體元件進入環散閘極(Gate All Around, GAA)式電晶體研發的量測需求。在線寬微縮、元件三維結構與材料組成更加複雜的情況下,導致所需量測關鍵尺寸參數數量大幅增加,各項關鍵尺寸持續縮小,例如,最小線寬來到了20 nm,疊層誤差(Overlay)小於0.6 nm,這都增加了關鍵尺寸量測困難度,需要新的量測技術以滿足半導體產業計量需求。
同時為因應國內半導體先進微影技術發展,國家度量衡標準實驗室發展極紫外(Extreme ultraviolet, EUV)波段光輻射量測與校正技術,已完成EUV光偵測器響應標準之基礎量測系統建置,並完成量測系統之評估,透過量測方法應用可有效降低量測不確定度,賡續將完備光源穩定性監測與校正結果修正機制、標準化校正流程、並建立系統不確定度評估技術,以達成建置校正能量滿足產業需求之目標。