结合光谱测量和干涉测量来改进计量学。
纳米级制造的最大挑战之一是如何在如此微小的尺度上测量设备。随着半导体行业对更小器件的需求,对可靠、可靠的质量控制和工艺优化测量的需求也在增加。
在半导体制造中,一种稳健且常用的技术是光学临界尺寸(OCD)测量。标准的,已经被广泛采用的技术包括入射光谱反射和椭圆偏振(SR/SE)技术。1然而,结合光谱测量和干涉测量的新技术为这些成熟的方法提供了额外的优势。
半导体的光学特性是通过测量样品在不同入射角、方位角、偏振和波长下的反射率来实现的。有时椭偏测量被用来测量反射偏振分量之间的相对相位。1这套全面的测量套件可以确定各种结构的尺寸和形状。这种测量通常使用宽带白光源,将其照射在感兴趣的样品或晶圆上,并测量反射光和散射光。
所使用的探测器通常是波长分辨率,并放置在相对于入射光源的正角和斜角。利用这两个角度的信息可以恢复反射率谱,并通过比较已知样品或理论光谱的数据进行分析。
图1(左图)当前多通道OCD工具的原理图,包括正入射和斜照射以及采集通道。(右图)光谱干涉仪(SI)原理图:光在样品和参考臂之间分裂,然后用光谱仪重新组合和测量。
光学CD计量灵活,高效,快速,这导致其广泛采用在半导体制造业。此外,虽然“高TPT”确实是强迫症的主要优点之一,但准确性却不是。然而,它缺乏的一个方面的信息是有关事件和反射光的相对阶段的数据,这些数据可以提供样品的另一个维度的信息。2在光学领域的挑战之一是相位信息不能直接恢复。这意味着必须利用干涉效应进行测量。3.Nova开发了Nova PRISM平台和独特的光谱干涉测量技术,正是为了这个目的。4
干涉仪的工作原理是将一束光分开,形成干涉仪的两个臂。其中一条路径作为参考,另一条路径与示例交互。然后,光束被重新组合或干扰,以产生一个信号,从中可以提取相位信息。其中一个臂的路径长度也可以改变来扫描光束的相对延迟。3.简置干涉法可以将二维图像转换为三维图像。
Nova PRISM是一个全新的平台,在传统光学CD功能的基础上结合了光谱干涉测量技术。Nova PRISM采用基于先进传统散射测量(NI SR和斜SE)设计的干涉测量方案4提供对基本相位信息的访问,这是其他当前解决方案无法访问的。
光谱干涉测量的主要挑战之一是在通常用于反射测量的宽波长范围内进行此类测量。另一个是精确地记录两个臂的相对光路。Nova PRISM采用了先进的硬件,包括超宽带光学和精密平台,以克服这两个挑战。
除了仪器仪表,Nova PRISM还利用硬件和算法的协同作用,提供一系列样品类型的独特敏感测量。
使用业界领先的基于模型和机器学习算法,光谱干涉测量可以解决诸如在蚀刻形成过程中跟踪腔几何形状的应用,比传统散射测量技术具有更高的灵敏度。
在这种新的光谱干涉测量方法与传统散射测量方法的直接比较中,干涉测量方法的精度比传统方法测量空腔尺寸和间距的精度高5倍。5样品尺寸用透射电镜测量,被认为是纳米尺度尺寸的金标准,然后与光学结果进行比较。
空腔形成是制造先进逻辑器件的关键步骤,空腔尺寸直接影响最终晶体管的功能。物体的复杂性和传统OCD方法对这种小尺度系统的有限灵敏度留下了一个关键的计量空白,光谱干涉测量已经能够填补。3.
光谱干涉法显示其与TEM表征相关的另一个应用是在栅极全方位堆叠纳米片的制造中。6
这些是未来逻辑技术节点的一些最有前途的方向,并且需要精确大小的内部间隔器来适当地隔离源和漏区域的通道。即使对于纳米片具有挑战性的尺寸,光谱干涉法也可以准确测量准确的尺寸和完整的工艺流程。
除了他们的仪器,Nova还提供高水平的培训计划和专家支持,以确保您可以最大限度地利用新技术实现工艺改进。
参考文献
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