测量
光学椭圆偏光薄膜测量支持 45 纳米及以 上的节点 Arun R. Srivatsa - KLA-Tencor Corporation
光学椭圆偏光 (SE) 是当今代工厂中用于薄膜生产监控的一项关键技术。光谱保真度的提高、较短波长的使用以及许 多其他的进步使得 SE 技术不但能够测量厚度和折光率，还能测量许多薄膜中的材料成分，包括在 65 纳米和 45 纳 米节点处测量氮化氧化物、掺硼硅锗 (SiGe:B) 及高 k 材料。
随着 65 和 45 纳米节点处新材料和结构的出现，对薄膜
方面存在着重要的工艺控制挑战和要求，还将讨论采用
测量的需求越来越复杂，而测量预算却越来越紧张。在
光学薄膜测量的新应用数据和潜在解决方案。
几个关键的工艺中，只监控厚度和折射率已经不够进行 工艺控制了。为了实现有效的工艺控制，我们必须测量
多方面的挑战
或推断其成分、孔隙率和其他参数。光学椭圆偏光 (SE)
在 65 纳米和 45 纳米节点处，薄膜测量正在变得越来越
应用领域的最新进步利用了光学性质随着这些参数的系
复杂和密集，这一点几乎是公认的（图 1）。随着工艺
统变化，将这种技术成功地应用到了研发和生产中，用
窗口和测量预算的紧缩（一般经验规则是薄膜测量总预算
于监控高 k 栅极电介质、氮化栅极氧化物和掺硼硅锗
应当低于工艺预算的 10%），这一点是由另外两个因素
(SiGe:B) 等各种材料的成分。在加工新的材料和复杂结构
驱动的：前端和后端许多新材料和创新结构1-5的引入，以 及测量法从监控晶片上的薄膜代表性测量向产品晶片上的
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Si
2
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C-Si O
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S
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SiOC
在前端，许多新材料为测量法和工艺控制带来了新的挑
r ia l at e dM re ee in rial ate ng M Co Ti
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测量转移。 er ALD-Seed Elect ar r i r ol es s D-B AL Cu nated Material i -K m E La En ow gi ne Pd fO2 BS H + O3 T Al 2 Ni O3 P N4 3
2
Ta /Ta N
Interconnect
S
W Al
y
SG
BP
WS
ix
O x
Capacitor
Ny iO x
嵌埋氧化物），无法采用标准的固定角单波长椭圆偏光
P
(SWE)。
xN y
G PS
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A
N
Transistor
使得测量栅极电介质和多层结构变得更加困难。表面
iS i
O2
SiO
2
Si x
Si
N x SiO
Hf
Isolation
SiO
L
Cu
2
面硅层和嵌埋氧化物的厚度与均匀度。SOI 衬底的使用
是一种多参数测量（同时测量栅极氧化物、表面硅和 PHD
W
W y
2O 3
Si-Epi
而这些变化产生了新的要求：SOI 衬底需要监控薄的表
硅在 HeNe 波长（633 纳米）处是透明的，因而其测量
Substrate O
战。这些挑战始自从硅向绝缘硅 (SOI) 衬底的逐渐转移。
TiN Ti
T
目前正在寻求多种方法将应力引入硅通道中。其中包括 在源极／漏极区域使用 SiGe:B （需要监控 Ge、B 和 SiGe: B 厚度）以压缩通道，以及使用高应力氮化物层（监控 应力）以便将张力或压缩应力引入到通道中。工艺控制
图 1：与先前的技术节点相比，许多新型高复合材料正在快速引入。
2007 年夏 Yield Management Solutions
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要求和方法因所用路径的不同而异。栅极氧化物电介质 19