背散射电子成像可以检测、成像和测量埋在多层薄膜中的关键缺陷。
作者:Shinsuke Mizuno, Vadim Kuchik
晶圆上的缺陷和污染会减慢工艺开发时间，限制性能和成品率。随着芯片变得越来越复杂，设计中越来越多的层中可能会隐藏更多的缺陷。发现和分析这些隐藏的缺陷是行业面临的主要挑战，特别是在新制造工艺的早期学习周期中。在先进的半导体技术节点上，埋在薄膜中的空洞和异物会导致电导率发生意外和不可预测的变化。
幸运的是，有一种新的eBeam技术可以快速检测、成像和测量埋在多层薄膜中的关键缺陷。应用材料公司将这项技术称为背散射电子成像技术，应用于计量、检验和审查领域。
检测硅中隐藏的缺陷需要三种能力。首先是能够深入硅衬底(图1)。其次，一旦电子击中埋藏的缺陷，它们需要有足够的能量从大块材料中逃逸并返回检测系统(图2)。由于电子的平均自由路径随着能量的增加而增加，因此需要高能束流。第三，分辨率需要为缺陷尺寸的~1.2倍。例如，假设我们想要检测的最小缺陷尺寸是100nm，那么最低的透视分辨率需要大约80nm。
图1。侵彻深度和不同加速电压的仿真结果。
我们展示了高能电子和缺陷体积/深度之间的相关性。
图2。检测嵌入式缺陷需要一个双向电子光束路径到表面。
应用材料公司的商业解决方案被称为Elluminator eBeam技术。今天，它提供在我们的条款2 eeBeam检测系统和我们的SEMVision七国集团(G7)缺陷审查系统。我们最近演示了SEMVision G7系统如何使用专门设计的探测器有效地检测嵌入缺陷和空洞，该探测器增强了高能后向散射电子的检测。
比TEM好
寻找埋藏缺陷的传统方法是透射电子显微镜，简称TEM。TEM是一种缓慢的、破坏性的方法，需要使用成像技术来识别晶圆需要切割、研磨、抛光和离子研磨的位置，以产生缺陷样品。TEM分析周期通常需要数周的时间和精力。
图3。晶圆片上相同位置的两张图像。标准的成像技术(左)不能显示隐藏的缺陷。新的成像技术显示了缺陷(右)。
相比之下，后向散射电子成像技术可以精确定位埋藏的缺陷，并以非破坏性的方式快速成像(图3)。典型成像时间不到两秒，可以在短短几个小时内获得工艺质量分析。
Elluminator技术可以在全自动模式下进行大规模缺陷检查，生成隐藏的缺陷图。有了它，我们正在进入一个芯片性能和良率管理的新时代。
Vadim Kuchik是应用材料过程诊断和控制小组的物理学家和SEM成像技术专家。他拥有以色列理工学院物理学硕士学位。
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
留下回复