缺陷管理
通过电子束晶片检测实施蚀刻工艺监控 Luke Lin、Jia-Yun Chen 和 Wen-Yi Wong – Powerchip Semiconductor Mark McCord、Alex Tsai、Steven Oestreich、Indranil De、an Lauber 和 Andrew Kang – KLA-Tencor Corporation
使用电子束检测来确定触点蚀刻的缺陷率水平。蚀刻工艺窗口鉴定 (Etch-PWQ) 可以提供精确的成品率数据，帮助用 户将蚀刻工艺保持在工艺成品率窗口的中心，然后监控蚀刻工艺条件。
工艺窗口鉴定是一项使光刻工艺保持在工艺窗口的中心
比较。在加工结束时进行电气试验可以提供确认。但
的技术，常用光学和电子束晶片检测技术来实现。晶片
是，这种方法可能存在几个缺点。例如，无控制的变量
上不同芯片曝光时具有不同的聚焦和剂量参数。检测用
可能会增加数据的不确定性，特别是当用于确定最佳工
于确定具有不同曝光条件的芯片的缺陷，并采用专用软
艺设置的缺陷信号较弱时。这些变量可能包括前层工艺
件对结果进行分析。
的变化、光刻的变化、蚀刻工艺（或工具／室）的变
对于蚀刻加工，将工艺保持在工艺窗口的中心也是非常 关键的。例如，接触层上蚀刻不足可能会造成触点堵塞 或产生电阻，而蚀刻过量则可能引起晶体管上的源极、
化、检测工具稳定性的变化等。对于电子束检验，晶片 之间残余表面电荷或大气分子污染 (AMC) 的不同也会影 响检测结果。
漏极和／或栅极之间发生短路。传统上采用晶片分片来
为此，最好采用单晶片来确定最佳的蚀刻工艺条件。在
确定最佳的蚀刻工艺条件。通常使用两个或两个以上的
本研究中，我们开发了这样一种技术，并且已经利用该
晶片，每个晶片采用不同的蚀刻条件进行加工。这样就
技术成功地优化了蚀刻工艺条件。
可以采用光学或电子束检验方式对晶片整体缺陷率进行 实验方法
本研究中使用了三个设计规则为 0.11µm 的全流 DRAM Test 1 Test 2 Test 3
晶片。所有晶片都正常地加工到触点蚀刻步骤。在处于 晶体管触点蚀刻阶段的每个晶片上，各个芯片都接受 了公称的蚀刻工艺条件或者几种不同蚀刻条件之一， 如表 1 所示。芯片的布置便于采用一种自动晶片检测 工具对公称和试验芯片进行芯片与芯片的比较。试验芯
图 1：显示公称芯片和不同蚀刻工艺条件下芯片位置的晶片芯片布局图。
2007 年夏 Yield Management Solutions
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www.kla-tencor.com/ymsmagazine
蚀刻条件
气流
过度蚀刻时间
公称
20 sccm
69 秒
试验 1
21 sccm
55 秒
试验 2
19 sccm
69 秒
试验 3
19 sccm
75 秒
表 1：每个晶片上不同芯片所使用的蚀刻工艺条件汇总。