汎銓科技解析7nm製程Snapdragon 855

作者: MSS

繼2019年4月在EET台灣網站上介紹A12 Bionic應用處理器的製程細節後,汎銓科技再次以材料分析的角度解析另一顆同樣是7nm製程節點的應用處理器Qualcomm Snapdragon 855(SM8150)。

應用處理器(AP)是決定智慧型手機運算能力最重要的元件,採用越先進製程節點的應用處理器,其運算能力越強大。根據著名的摩爾定律(Moore’s law),製程節點大約每兩年會微縮一次,目前市面上最先進的應用處理器是採用7nm FinFET製程節點。繼2019年4月在EET台灣網站上介紹A12 Bionic應用處理器的製程細節後,汎銓科技再次以材料分析的角度解析另一顆同樣是7nm製程節點的應用處理器Qualcomm Snapdragon 855(SM8150)。

這次分析的Qualcomm Snapdragon 855應用處理器是直接在市場上購買的OPPO Reno X智慧型手機所拆解下來的,分析內容包含:

1.TEM分析

比較Snapdragon 855與同樣採用TSMC 7nm製程節點的A12 Bionic應用處理器,可以發現兩個應用處理器在鰭(Fin)的CD非常相近,顯示這兩顆應用處理器代工廠在製程控制上的高穩定性。

2.精準CD量測技術技術

CD是半導體晶片製造中評斷製程品質與穩定度重要的參數,在濕式與乾式蝕刻製程中尤其重要。當製程節點進入到只有數個奈米範圍內,製程工程師是以一顆一顆原子的大小在計較CD的變異量,因此高精準且一致的CD量測變得非常需要。對於較大節點的製程,使用傳統人眼判斷CD的方式已經不可靠且不切實際,因此,汎銓科技開發了一個針對先進製程精準CD量測技術的演算法,大大減少因人眼判斷所造成的誤差。

3.超薄試片製備與確認

隨著先進製程的演進,材料分析結構的尺寸越來越小(目前已到了只有數個奈米範圍),在TEM分析時,為了減少或消除其他結構的疊影所造成的誤判,製備一個只有10nm厚度的超薄試片能力是必須且無可避免的。然而,如何成功地製備與處理這樣的試片,在技術上是相當具有挑戰性。藉由特殊的樣品製備方法,汎銓科技可以製備高良率的超薄試片,試片厚度也可藉由難度更高的3D TEM方法確認。

4.PFIB逐層精準去層

除了電晶體的尺寸隨著先進製程微縮外,後段製程的介電質層(ILD)厚度也不斷減小,因此,利用手工研磨逐層去層的難度越來越高,尤其對於低金屬層,需要大面積且均勻地去層,更是難以達到。汎銓科技採用最新一代的PFIB可以輕易地達到高精準且大面積的逐層去層。

5.PFIB的高品質SEM影像

汎銓科技新購置的PFIB配備了最新的electron column,可以提供高效能,高解析度,與低能量的SEM拍照。為了顯現PFIB的拍照品質,將部分TEM照片以不同顏色遮罩疊加在PFIB的SEM照片上。由高解析度的SEM照片可以清楚看到,PFIB的SEM解析度已經跟TEM影像相當接近(雖然有些細節TEM影像仍較清晰),這使得PFIB成為一個強而有力的分析工具,不但可以大面積的處理試片,拍照,而且還可以有很不錯的空間解析度。

 

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