光学计量解决方案10 nm电影过程控制的挑战

由bloom Mahendrakar (a),阿洛克Vaida (a), 8月Venkataraman (b),迈克尔·Lenahan (a),史蒂文Seipp (a),方Fanga (a),什维塔Saxena (a),大为胡锦涛(b),南昭熙Yoon (b), Da歌曲(b), Janay阵营(b),周任(b)。a: GlobalFoundries;b: KLA-Tencor]

控制逻辑门堆栈层的厚度和成分和内存设备是至关重要的,确保晶体管性能满足要求,特别是在10 nm节点由于设备的三维几何和紧缩的预算过程。它已成为必要的测量和控制每一层堆栈前后介质和金属登机口的沉积序列。一个典型门堆栈可以有5 - 7层包括界面层,high-k介质,金属门堆栈,功函数层和盖层。同样,使用分级SixGe1-x PMOS通道应变控制堆栈外延生长在鳍的源/漏区。这个评分堆栈可以有2 - 4层不同厚度和通用电气的浓度。论述了利用光谱椭圆光度法的好处与多个入射角度精确地确定个别层的厚度在关键层门栈在平面和光栅表面不同的流程步骤。我们还将使用先进的激光椭圆计显示的好处,为精确测量栅界面层的氧化物。

1。介绍
操作晶体管性能可靠内1 v阈值电压根据更新的移动处理器需要优秀的静电控制的晶体管。反过来控制设备性能需要sub-Angstrom临界尺寸的公差(CD)的设备。同时,鳍和盖茨的3 d几何定义自14 nm节点设备变得更加复杂10 nm节点。设备的几何图案不仅通过光刻和蚀刻过程,而且电影中的沉积步骤流程,其中几个关键的设备行业已成为半导体逻辑游行向10 nm节点。在闸极介电层厚度和成分一直是一个至关重要的参数来控制阈值电压和驱动电流,high-K材料的介绍和3 d几何的闸极介电层增加了潜在缺陷的数量,可以发生在这部电影。厚度控制限制已接近0.4 - -0.6 10 nm节点,和随后的金属门的过程影响沉积步骤可以改变成分通过扩散和晶体缺陷等介绍界面陷阱。因此,它已成为必要的测量和控制每一层堆栈前后介质和金属登机口的沉积序列。一个典型门堆栈可以有5 - 7层包括界面层,high-k介质,金属门堆栈,功函数层和盖层。同样,使用分级SixGe1-x PMOS通道应变控制堆栈外延生长在鳍的源/漏区。这个评分堆栈可以有2 - 4层不同厚度和通用电气的浓度。

测量个别层的厚度在这种复杂的栈历来由光学和x光片栈上平面电影计量产品晶片垫在文士巷。作为一个经验法则,计量精度加工公差的比例(P / T)在线过程控制的10%被认为是可以接受的。鉴于紧过程公差,会议10%的P / T是极具挑战性的多层膜薄膜的堆栈。这是由于不仅精度< 0.06,而且薄膜的散射体积很小,需要非常高的信号/噪声足够的测量灵敏度。

直到目前为止,光学测量方法,如椭圆对称固定一个或多个层的厚度值在一个复杂的堆栈通过假设名义值这些层或修复他们的厚度值基于先前的测量步骤。这样做是为了减少相关参数,必须提出的建模过程。不过,鉴于任何给定的处理步骤可以改变以前沉积的层的属性,它是不准确的假设任何在影片关键层堆栈的厚度。一个潜在的解决方案是添加更多的信号通路(或渠道),以减少建模参数相关性为最近在散射测量/强迫症(光学临界尺寸)。

一个额外的问题是电影的相关属性测量在这些代理平面垫的电影设备堆栈降解控制需求萎缩10 nm和基质代替平面几何图形已经成为3 d。因此,有一个需要朝着测量电影属性设备/产品(与“衡量什么事”的主题,或失败,对代理目标来衡量电影更多的3 d几何相似的装置。

2。关键的挑战和可能的解决方案
在本文中,我们已经确定了在薄膜测量空间三个重要领域需要改进和/或新的创新。下面,我们将讨论这三个领域,还跨10 nm工艺流程识别关键挑战,适应这三个领域。

表1。主要挑战识别模块在10 nm内、外的流程和可能的解决方案

2.1高信噪比
如前一节所述,与半导体逻辑器件行业朝10 nm节点,典型的扩散过程控制限制正在收紧到-0.6 ~ 0.3的水平,需要一个非常紧密的计量预算< 0.06。这些严格控制平面结构通常是非常薄,循序散射体积椭圆对称非常低,导致灵敏度的限制。的敏感性依次成正比的信号噪声比(信噪比)。解决方案的信号/噪声问题已经证明可行的使用laser-sustained等离子体源光谱椭圆计,已成功为CD光学计量工具过去[1]。高信噪比的第二个技术选择是基于激光椭圆对称,它提供了一个非常稳定和高精度测量为单层的电影。在本文中,我们提供了使用获得的结果显示改进激光单波长椭圆计(层面)和laser-sustained等离子体源(物流服务商)。

2.2多渠道(AOI、RPRC等多)
对于复杂的多层MG栈测量典型的RMG模块,测量厚度的挑战一直是个体在每个淀积层的步骤。过去技术如数据前馈(DFF),从显微镜或厚度值被用来修复底层层在一个复杂的堆栈,以减少相关参数建模过程中提出。然而,在1 x nm节点,在任何给定的处理步骤可以改变的属性之前沉积了一层,底层修复恶化测量的精度和质量。因此已成为一个必要测量个体在每个淀积层的步骤。一个潜在的解决方案是添加更多的信号通路(或渠道),以减少建模参数相关性为最近在散射测量/强迫症(光学临界尺寸)[2,3]。在本文中,我们目前使用的好处与多个角度入射光谱椭圆光度法,旋转偏振器和旋转补偿器(RPRC)精确确定个别层的厚度金属栅极层堆栈。

2.3小说计量解决方案
需要准确和精确的计量解决方案以使过程的严格控制模块,为此许多解决方案——其中一些被描述在这工作到目前为止。然而,另一个重要因素是在线计量晶片的工厂之间的关系和实际的设备性能。换句话说,测量重要。在厚度和成分进行测量监控晶片或平面电影垫可能援助过程室控制,他们只可能是弱相关的实际设备性能。这可能是由于两个原因:(i)代理目标衡量计量不以同样的方式回应过程变化的装置(2)是否有属性代理目标和/或实际设备不被现有的计量,因此预测价值(在设备性能方面)的计量是有限的。

2.3.1电影在光栅
解决上面的第一原因,观察出现以来FinFET技术,平面电影目标产品晶片相关有限过程变化对某些层类型。汞灯)就是一个例子,因为栈是生长在鳍而非平面表面和层成长为3 d结构而不是平面的电影。目前,没有单一的计量技术已被证明能够测量三维形状和通用电气%锗硅栈的每一层都种植在鳍。一个典型的方法是使用CD光学计量测量形状尺寸和使用x光技术测量通用电气%。另一个例子是香港的增长和IL鳍,其次是MG沉积、保利(虚拟)门口蚀刻后回来。在这种情况下,电影发展保形翅片表面,因此更易于被视为“电影”,而不是3 d结构。挑战过程可以被视为一个扩展传统电影的厚度控制,区别在于,计量反馈的过程控制需要从电影获得生长在地形,代表设备而非平面表面。虽然这可以通过光学CD计量,值得注意的是,CD光学计量通常提供sub-nm级分辨率而电影计量提供a级精度。此外,CD光学计量相对较大,周期2 d和3 d散射,产生足够的信号响应噪声高精度的限制因素不如相关性很大的自由度。测量膜厚等光栅目标光学CD因此films-metrology-level精度是一个重大的挑战。 Both hardware and modeling algorithm innovations are required to bridge this gap. We have made progress on this front using 14nm process HK/IL stack grown on 2D fin array as a test vehicle (see schematic of this structure in Figure 3).

2.3.2隙测量(如)
第二个原因相关的计量设备性能可能是有限是关键材料属性不被计量测量。到目前为止,我们已经讨论了膜厚度和成分主要由沉积室控制。然而,沉积后退火的影响可能并不总是被一个厚度测量。例如,在沉积后退火实验如图5所示,在香港没有变化层厚度大于测量正常变异范围。然而,众所周知,热后续处理步骤沉积导致电介质材料性质的变化和门,这将反过来影响设备的性能。没有任何在线计量解决方案来捕获这些热过程的影响,唯一的学习来自电气测量设备性能在整个晶体管阵列捏造和连接进行测试。通常需要3 - 4周从最初的IL,香港沉积电气测试。在此期间,游览过程没有被在线计量后可能导致取消了很多电气测试揭示了有缺陷的性能。一个介质或半导体材料属性可以捕获热处理其能带的影响。栅极电介质材料的能带隙也直接和强烈相关设备性能指标如泄漏电流[4]。 It is therefore of interest to measure gate dielectric bandgap in addition to thickness for the critical layers in the gate stack.

3所示。方法
可能的解决方案已经在早些时候描述部分使用各种嵌入式应用程序进行了测试。在本节中,我们讨论的每个应用程序,它被用来测试解决方案以及使用方法。

为了测试改进我们获得使用基于激光光源和激光光源驱动,我们使用两个应用程序——我)很薄的氧化膜在Si衬底常规一般化的应用程序,用于测试新硬件和ii)复杂的分级在硅锗硅衬底。

图1所示。应用程序用于演示高信噪比的优势从基于激光/激光光源。

测试获得的优势,通过多种渠道获取信息从晶圆,我们使用复杂的MG栈应用程序每次沉积步骤。

图2。应用程序用于演示使用多个通道测优点来提取重要信息。

这些相同的晶片也被用于演示带隙RMG流程测量能力。同时,与香港IL 2 d鳍结构沉积的鳍被用来展示电影光栅(雾)能力。

图3。应用程序/结构用于演示TF测量光栅(雾)

4所示。成功指标

本文成功后指标被用来评估的属性的每个解决方案:

4.1精密
精度测量的可变性,通常用来描述一个工具的测量不确定性。精度通常引用的+ / - 3σ携带原始数据的单位。在这篇文章中,我们已经做了精密的研究是由测量同一地点在晶片和计算3σ的30倍。

精密公差(P / T)比率衡量的是计测量的不确定性相对于所需的过程的需要。计需要为了控制过程有足够的精度。作为一般指南,P / T值比率高达15%被认为是有用的APC控制,值从15%到25%用于过程控制没有APC,值从25%到45%是很有用的偏移检测、和值超过45%被认为是无法使用。3σ的值应该使用精确的分子。公差值通常是规范上限(USL) -规格下限(LSL)。

4.2短期动态重复性(STDR)
测量获得的变化当相同的特点是测量几次相同的测量工具和夹具,也称为设备的变化。在这篇文章中,我们已经做了STDR通过测量9网站一个晶片和装卸30倍。

4.3舰队测量精度(FMP)
FMP的一个标准是整个舰队舰队平均匹配[5]。整个舰队有一个FMP的价值。个人工具舰队合规检查精度,平均抵消合规,非线性和SiS补偿基本因素匹配。舰队有自己的TMP中的每个工具(工具匹配精度),是衡量个体如何工具舰队相匹配的舰队的平均水平。

4.4精度
测量精度是关心的问题是正确的测量?”而不是匹配问题”同样做工具如何衡量?”或精度问题的可重复的测量吗?的挑战是使测量敏感实际被测变量的主要特征的变化。

尽管缺乏相关标准校准内联计量仪器,有一种强烈的和持续的需要校准。解决这个问题的部分原因是建设强调处理工件。其余的解决方案是一个内部参考测量系统。这个系统是仪器和专业知识的结合,它提供了与不确定性测量符合半导体生产和发展的需要。的关键属性引用的内在精度测量仪器。主力仪器需要精确和快速而RMS必须准确。

摘要XPS测量和能源部跟踪被用作参考测量所适用的地方。

5。结果与讨论
这里讨论的测量结果分成3部分。前两集中计量解决方案启用高级过程控制的一些流程模块的CMOS逻辑工厂强烈晶体管性能的影响。最后一部分关注机会提高内联计量设备的相关性能。

5.1改善信噪比
5.1.1扩散模块:控制界面层(IL)和high-k(香港)层厚度在整个晶片和薄片在±0.4是必需的。假设计量预算< 10%,舰队匹配范围的±0.04需要证明。IL层直接在硅衬底上生长,因此可以被视为一个层从计量的角度来看,假设排队时间过程的计量控制,忽视空气分子污染的影响(AMC)和电影进一步增长在运输途中从过程到计量。计量的关键挑战是灵敏度小厚度的变化,这是噪音限制一旦系统误差最小化了适当的校准。在此基础上,采用一种基于激光的单波长椭圆计(理念),本质上是一个高信号/噪声特征明显(S / N)系统与系统级错误,将适用于测量IL厚度精度高。FMP薄氧化测量数据如图4所示。

图4:工具匹配数据的氧化物thk (Si)氧化获得三种不同的激光椭圆计显示的能力令人印象深刻的< 0.02的范围内测量典型薄膜的应用

可以看出在两种不同的工具,与九分5重复测量每个工具,整个范围的值落在±0.02的工具,使用基于激光瑞典文光源。这种性能表明瑞典文足够先进的S / N和校准可以使用5%的预算IL厚度控制过程。这使改进的过程控制,因为现场的传感器可能没有足够的分辨率捕捉微小差异在退火温度等工艺参数,气体流量,等等。相反,如果可用的传感器可以检测这些工艺参数与高分辨率变化,这些过程变量的影响在晶片晶片将不会被俘虏,除非计量也同样发达。这种影响的一个例子是图5所示,它描述了IL层厚度的变化与post-deposition退火温度控制进行了实验。

图5。IL厚度变化从标准名义价值(归一化到0)标准沉积后退火温度(归一化到0)为了应对不同的退火温度设定值。

从数据和相关的趋势如图5所示,我们可以估计0.5°C退火温度的变化会引起IL 0.02厚度的变化。而现场传感器可以解决< 0.5°C说查克气温的变化,这一过程参数映射到晶片的结果是有限的在过去由于计量系统没有提供比FMP ~ 0.25,将对应的退火温度变化> 5°C。温度变化这么大就会被现场传感器,因此计量将仅限于“角落”偏移控制或系统的漂移。精细控制的过程钱伯斯across-wafer和薄片厚度均匀性因此需要计量工具能够提供有利的水平分辨率,我们这里有证明。

5.1.2 Epi模块:控制每一层的厚度和通用电气%一个多层SixGe1-x(锗硅)电影堆栈需要产生适当的通道应变和顺向空穴迁移率PMOS数组。过程控制在理想的情况下会反馈设备区域的厚度和通用电气%本身,但这是不可能与任何已知的现有在线计量解决方案。相反,电影和光栅代理计量目标放在文士道晶片用于监控过程的在线。而光栅目标更适合实际的设备,因此会有更好的相关性参数屈服,这些目标的复杂3 d几何结合大量的自由度限制的计量解决每一层的厚度和通用电气%锗硅堆栈。平面电影代理目标复杂性大大降低,因此可以获得每一层厚度和通用电气%和高分辨率。因此,外延沉积反应器控制目标计量反馈,得益于高分辨率的电影和粗光栅计量目标信息最终会被相关参数。这里讨论的结果集中在测量平面电影的目标。
锗硅堆栈的光学测量薄膜厚度挑战从灵敏度的角度来看是由于高硅和锗硅的光吸收240 - 400 nm波长范围,这也是最大的波长范围分散对比观察不同通用电气%锗硅层。之间的权衡对通用电气%的变化敏感层堆栈(厚层由于体积较大的散射)的协助下,入射光的分数达到栈的底部,然后反射示意图见图6。

图6。作为通用电气%相邻层之间的差异增加,光学测量的分辨率层间厚度和通用电气%增加。

基于这一权衡,因此路径改善计量解决方案不仅仅在于高S / N还高光子通量。虽然激光可以提供这种组合,他们是单色,因此缺乏测量多个电影栈的信息空间,更不用说敏感性厚度和通用电气%。宽带(通常是240 - 900 nm)光谱椭圆光度法一直是主力锗硅堆测量的计量技术。然而,通常有一个权衡的光子通量和S / N宽带光源相比,激光瑞典文的物理blackbody-type等辐射来源Xe弧灯,需要高温等离子体光子通量峰值转移到有用的190 - 400 nm波长范围。增加等离子体温度在一个弧灯需要更高的电流会降低电极和灯住房(由于电极的溅射),因此需要改进的空间有限。一类新的宽带光源,使用激光而不是直接电流来维持一个辐射等离子体实现了等离子体温度越高(> 11000 k)要求将光子通量高峰240 - 400 nm波长范围[1]。因为这些光源不需要电流维持等离子体,没有阴极溅射。这种类型的laser-sustained等离子体源(物流服务商)已成功地使用了CD光学计量工具在过去,细节已被发表在[1]。图7显示了一个比较之间的光子通量Xe弧灯和2个不同的一代又一代的物流服务商。

图7。物流服务商灯显示几次光子通量大于Xe弧光灯在190 - 300海里λ范围。物流服务商- V1和物流服务商V2分别代表一个旧和新一代的物流服务商灯。

图8显示了更高的光子通量的好处从物流服务商vs Xe弧灯对锗硅堆测量性能的影响。锗硅堆栈在这种情况下是一个硅锗硅“主要”层上限与分级Ge %把沉积在一个“缓冲”锗硅层(用不同的通用电气%从主层)。缓冲层厚度的测量精度和Ge %光子通量是有限的,因为它建立在几百的硅/锗硅吸收的入射光。对于这种情况,我们观察到LSPS-V1光源使显著改善(vs Xe弧光灯)精密厚度和通用电气%在几乎所有情况下测量。

图8显示了更高的光子通量的好处从物流服务商vs Xe弧灯对锗硅堆测量性能的影响。锗硅堆栈在这种情况下是一个硅锗硅“主要”层上限与分级Ge %把沉积在一个“缓冲”锗硅层(用不同的通用电气%从主层)。缓冲层厚度的测量精度和Ge %光子通量是有限的,因为它建立在几百的硅/锗硅吸收的入射光。对于这种情况,我们观察到LSPS-V1光源使显著改善(vs Xe弧光灯)精密厚度和通用电气%在几乎所有情况下测量。

图8。宽带SE使用LSPS显示了厚度和提高精度和Xe弧光灯Ge %测量各种过程分裂的锗硅厚度和通用电气%。

一旦系统误差(如补偿、非线性等)已经被适当的校准,大幅减少站点匹配2 precision-limited工具测量结果。精度的改善甚至不同代之间物流服务商(V2更强大的比V1,如图7所示)明显提高站点匹配的工具相比,由LSPS-V2工具由LSPS-V1如图9所示。改进站点匹配的好处是能够监控膜厚/ Ge %签名变化从薄片,这反过来会导致更好的过程控制水平。

图9。13网站锗硅晶片测定4种不同的工具:工具,B配备LSPS-V1和另一条工具,配备LSPS-V2。很明显,结果工具A和B之间更紧密地匹配时配备LSPS-V2。

5.2多渠道
门模块:控制厚度、组成、界面质量,和缺陷的每部电影high-k,金属门(HKMG)堆栈晶体管的性能是至关重要的。而扩散模块处理IL和香港沉积,随后的金属层沉积可以大幅改变底层IL和香港的属性层由于热处理的影响。随着设备性能需求变得无情地更严格的10 nm节点和超越,那么这些关键层的窗口过程。

而在老节点可以假设IL和香港厚度和成分是相对不变的金属门沉积(由于大流程窗口),它不再是这样。因此,计量反馈需要完成HKMG堆栈中的每个层——这是不足以衡量IL和香港厚度在扩散模块,然后将这些测量结果“前馈”门模块时,金属门层(覆盖香港、IL层)来衡量。在过去,这些数据“前馈”(DFF)之前的测量步骤数据完成,因为它是一个可接受的准确性和精度之间的权衡:修复IL和香港厚度HKMG堆栈打破了在信号的空间相关性(由于多层衍射),从而使金属栅极层良好的精度。现在的要求是为了避免计量准确性和精度之间的权衡,这需要新的技术来打破相关性从多个层次。这节课已经学过在世界光学CD,和相同的解决方案适用于电影计量概念:结合多个独特和匹配信号通道缩小可能的解决方案的范围,因此相关性。这样做,不仅精度提高,精度。例如,使用多个入射角度(AOI)光谱椭圆光度法可以减少误差建模和测量光谱通过消除参数空间中的多个“局部最小值”回归。

图10显示了准确性的好处使用3-AOI代替1-AOI IL和香港层的测量。x射线光电子能谱(XPS)是作为参考计量由于其固有的高灵敏度超薄层和准确性源于采用x射线物理学和固体相互作用。XPS的缺点是慢于椭圆光度法测量,和IL和香港层的敏感性下降,一旦金属栅极层沉积在他们由于逃避有限深度为光电子(< 70)。因此,一个SE的解决方案仍然是必需的。1-AOI SE计量的权衡是其相关的XPS参考数据初始IL和香港厚度相对有限(只有在大厚度范围)举行。3-AOI,这种相关性是显著提高。

图10:精度评价:用3角入射(3-AOI)而不是1港元的光谱椭圆光度法测量和IL层显示相关性显著提高参考。香港& IL厚度提出单一SE测量。

提高精度的好处使用3-AOI与旋转偏振器(RP)或旋转偏振器+旋转补偿器(RPRC)如下图11和12所示。

图11。RPRC代替RPSE测量的精度评估:使用post MG1 HKIL层上沉积显示高度相关参考,否则是不可能衡量个人使用RPSE层独立。

图12。精度(表示为一个%的公称厚度)HKMG栈的每一层都是使用3-AOI和/或RPRC时改善。

5.3小说计量解决方案
5.3.1电影在光栅(雾)
这里描述的结果分类的标准指标用来评估电影计量功能:(a)短期动态重复性(STDR)——相当于精度与卸载/装载测量之间的晶片(b)舰队匹配精度(FMP)——工具之间的精度和匹配的工具,结合元素的细节发表在[4](c)实验设计(DOE)跟踪-检查膜测量对应期望从编程过程变化。

(a)很明显从数据图13所示,新的算法模型电影栈地形需要充分提取各种信号采集通道的灵敏度。0.04港元的STDR层允许香港退化过程的控制在0.4计量预算10%,假设一个计量工具可以用来控制过程。然而,现实的场景中,需要大量的匹配计量工具可用来支持过程控制。FMP的度量评估这种能力。

图13。比较各种组合的STDR收购渠道使用传统的光学CD方法和电影的一个新算法,该算法包含元素建模和新进展

(b)图14所示的数据揭示了一个强大的FMP受益通过结合反射计测量椭圆计数据。在这种情况下,反射计是一个真正的垂直入射(没有光线昏暗的事件或反射光束路径)光谱反射计,使用一个相同的物流服务商光源为椭圆计,从而使灵敏度很高。可以看出香港的FMP层,而在a膜厚度范围,基本上仍很大STDR相比,消耗0.1 - -0.3的预算过程,可能被认为是可以接受的。然而,这是一个值得注意的改进在典型的光学CD FMP的0.1 - -0.3纳米水平。IL层FMP代表0.17 ~ 20%的预算过程,这是合理的计量挑战的性质和缺乏可行的替代方案。然而,这里描述的工作是高度初步性质和调查工作的未来,可以产生显著FMP的改进。也显著FMP情况下算法的改进需要充分捕捉多个采集通道的好处。

图14。比较各种组合的FMP收购渠道使用传统的光学CD方法和电影的一个新算法,该算法包含元素建模和新进展

从图12 (c),很明显,名义在计量STDR限制过程是可再生的。

图15。对比测量厚度值和预期值从编程过程薄膜沉积的变化。值归一化到0参考晶片和工艺条件。

从图15也观察到,电影计量跟踪过程中正确的方向,但是测量值大于期望值从流程建模的角度来看。是否这是由于metrology-induced补偿或系统误差建模过程尚不清楚,因为不存在参考计量提供足够的分辨率来确定这个结论。令人鼓舞的是,测量厚度均匀性在整个晶片是在预期的范围内。然而,可以确定误差的主要来源进行类似的跨多个过程方差分析对比测试室和计量工具。这是未来工作计划,学习可以用来调整计量模型。

5.3.2电影在光栅(雾)
图16显示了我们的能带隙测量的结果在同一HKMG堆栈如图2所示。整个晶片独特的签名和within-wafer(注水井)范围能带与香港和MG膜厚度显示隙值影响因素除了膜厚度。这是显示在图17中显示了影响厚度和post-deposition退火(PDA)在带隙。可以看出带隙变化来响应PDA增加的数量与香港厚度变化。这是重要的,因为退火旅行可能不是在膜厚度测量。

注意的是,我们测量了香港的能带隙材料通过金属门堆栈。通常由光谱椭圆对称隙测量高度影响噪音描绘概念如图18所示。物流服务商的使用大大提高了S / N 190 - 210 nm地区相对应的能带隙电动汽车在香港电介质运作的范围(见图19),它允许带隙精度平均在0.0001 eV。此功能特别有用,因为x射线技术无法衡量香港能带因为他们调查能源范围远远超出任何材料的能带,而是调查核心电子材料。我们在调查的过程中在线隙测量的相关设备的性能类似生产晶片。

图16。整个晶片独特的签名和within-wafer(注水井)范围能带与香港和MG膜厚度显示隙值是除了膜厚度的影响因素。

图17。测量了带隙的变化响应变化过程。PDA +指增加沉积后退火温度。

图18。材料的能带是估计的ε2的切线(从色散)与光子能量曲线的拐点。数据越嘈杂,切可能的解决方案,从而增加不准确。

图19所示。物流服务商的很高的光子通量(Xe的倍数来表示弧光灯光子通量)在香港带隙范围使单一波长对应的工具带隙的平均精度0.0001 ev和舰队匹配精度0.002 ev。

6。结论
除了通常的紧缩过程的窗口,搬到10 nm节点和超越电影带来了显著的范式转换过程控制空间。其中关键是需要在地形测量膜厚模仿实际的设备,并利用闸极介电层能带信息更好地控制热过程预算和预测设备性能。我们已经表明,显著进步计量空间已经跟上这些新要求:(i)激光单波长椭圆计为最好的灵敏度超薄单层电介质(ii) laser-sustained等离子体源(物流服务商)明显更大的光子通量的有用的远紫外线波长范围,使厚度和隙测量(3)使用独特的组合和匹配的光信号采集通道打破相关性在复杂多层堆栈沉积在平面和地形表面(iv)算法的改进需要捕获所有上述硬件提供的敏感性增强的改进和创新。

7所示。引用
[1]吊杆肖尼西Shankar Krishnan,兰花,安德烈诉Shchegrov。CD”,增强散射测量信噪比为1 x逻辑和记忆挑战,“Proc。相比8681年,计量、检验、和过程控制显微光刻法里,86810 v(2013年4月10日)
[2]m . Sendelbach A . Vaid p . Herrera t . Dziura m·张,。Srivatsa”,使用多个方位角度,使先进的散射测量应用中,“计量、检验、和过程控制显微光刻法第二十四,Proc.相比,7638卷,2010克,76381。
[3]Dhairya J武断的话。,“光学测量定向自组装模式使用基于穆勒矩阵光谱椭圆对称散射测量,”迪斯。奥尔巴尼纽约州立大学,2015
[4],G。,(短沟道mosfet漏电流和缺陷特征,标志-柏林Gmbh是一家出版商,柏林,11 - 18 (2012)
[5]埃里克•Solecky底盘Archie,比尔陡崖。”,新的综合指标和方法计量工具舰队匹配,“Proc。相比5752年,计量、检验、第十九显微光刻法和过程控制,248(2005年6月21日)

本文最初发表的学报学报》3月21日,2016年。