近期，應用材料宣布開發(fā)「冷場發(fā)射（cold field emission，CFE）」技術(shù)且已達成商品化。該突破性電子束（eBeam）成像技術(shù)可協(xié)助芯片制造商更好地檢測與成像出納米級埋藏的缺陷，以加快次世代閘極全環(huán)（Gate-All-Around，GAA）邏輯芯片，以及更高密度DRAM和3D NAND閃存的開發(fā)和制造。
電子束技術(shù)常用來識別和描述那些用光學系統(tǒng)無法看到的小缺陷。 然而，隨著芯片制造商運用EUV來突破2D邏輯和DRAM微縮的極限，并逐漸導入GAA邏輯晶體管和3D NAND內(nèi)存等復雜的3D架構(gòu)，找出表面和埋藏缺陷的工作變得越來越具挑戰(zhàn)性。
應用材料表示，傳統(tǒng)「熱場發(fā)射（thermal field emission，TFE ）」電子束系統(tǒng)的工作溫度超過 1500°C，為此，科學家們一直致力將可在常溫下運作的冷場發(fā)射電子束技術(shù)商品化;_其原因在于較低的溫度可以產(chǎn)生更窄的電子束并容納更多電子，進而達成次納米級的影像分辨率和10倍的成像速度。
不過，到目前為止由于冷場發(fā)射系統(tǒng)內(nèi)部的雜質(zhì)會在電子束發(fā)射器上積累，降低電子的流動性，這種不夠穩(wěn)定的情況造成冷場發(fā)射技術(shù)尚未普及在商業(yè)應用中;_而在熱場發(fā)射系統(tǒng)中，這些雜質(zhì)卻會自動被排除。
如今，應用材料在冷場發(fā)射電子束技術(shù)上有了重大突破，使CFE電子束系統(tǒng)能夠廣泛應用到大量生產(chǎn)中，可在常溫下工作，最多可將納米級影像分辨率提高50%，成像速度提高10倍。
據(jù)悉，應材獨家開發(fā)出可容納電子束發(fā)射器和其他關(guān)鍵部件的電子束鏡筒。 新的冷場發(fā)射鏡筒結(jié)合了極端超高真空操作環(huán)境和專門開發(fā)的反應室材料，大幅減少了污染物的數(shù)量。 特殊的泵有助于達成遠低于 1×10-11 毫巴（millibar） 的真空，這比熱場發(fā)射系統(tǒng)高出兩到三個數(shù)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(chǎn)生微量的殘余氣體。 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(fā)射，導致操作不穩(wěn)定。 為此，應用材料也研發(fā)新穎的自動清洗模式，透過循環(huán)式自動清洗制程，可持續(xù)清除冷場發(fā)射源中的污染物，以實現(xiàn)穩(wěn)定、可重復的效能。
