應用材料宣布開發「冷場發射（cold field emission，CFE）」技術且已達成商品化。此一突破性電子束 （eBeam） 成像技術可協助晶片製造商更好地檢測與成像出奈米級埋藏的缺陷，以加快次世代閘極全環（Gate-All-Around，GAA） 邏輯晶片，以及更高密度 DRAM 和 3D NAND 記憶體的開發和製造。
電子束技術常用來識別和描述那些用光學系統無法看到的小缺陷。然而，隨著晶片製造商運用 EUV 微影技術來突破 2D 邏輯和 DRAM 微縮的極限，並逐漸導入 GAA 邏輯電晶體和 3D NAND 記憶體等複雜的 3D 架構，找出表面和埋藏缺陷的工作變得越來越具挑戰性。
應材表示，傳統「熱場發射（thermal field emission，TFE ）」電子束系統的工作溫度超過 1,500°C，為此，科學家們一直致力將可在常溫下運作的冷場發射電子束技術商品化；其原因在於較低的溫度可以產生更窄的電子束並容納更多電子，進而達成次奈米級的影像解析度和 10 倍的成像速度。
只不過，到目前為止由於冷場發射系統內部的雜質會在電子束發射器上積累，降低電子的流動性，這種不夠穩定的情況造成冷場發射技術尚未普及在商業應用中；而在熱場發射系統中，這些雜質卻會自動被排除。
如今，應材在冷場發射電子束技術上有了重大突破，使 CFE 電子束系統能夠廣泛應用到大量生產中，可在常溫下工作，最多可將奈米級影像解析度提高 50%，成像速度提高 10 倍。
據悉，應材獨家開發出可容納電子束發射器和其他關鍵部件的電子束鏡筒。新的冷場發射鏡筒結合了極端超高真空操作環境和專門開發的反應室材料，大幅減少了污染物的數量。特殊的幫浦有助於達成遠低於 1×10-11 毫巴（millibar） 的真空，這比熱場發射系統高出兩到三個數量等級，已接近外太空的真空狀。
不過，即使在極端超高真空下，電子束鏡筒中仍會產生微量的殘餘氣體。如果單個原子粘附在電子束源頭上，就會在某種程度上阻擋電子的發射，導致操作不穩定。為此，應材也研發新穎的自動清洗模式，透過循環式自動清洗製程，可持續清除冷場發射源中的污染物，以實現穩定、可重複的效能。
（首圖來源：應材）
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