缺陷管理
電子束晶圓檢測的蝕刻製程監控 Luke Lin、Jia-Yun Chen 和 Wen-Yi Wong – Powerchip Semiconductor Mark McCord、Alex Tsai、Steven Oestreich、Indranil De、Jan Lauber 和 Andrew Kang – KLA-Tencor Corporation
使用電子束檢測以便從觸孔蝕刻建立缺陷層級，蝕刻製程視窗認證 (Etch-PWQ) 可提供準確的產量資料，協助使用者 將製程產量視窗中的蝕刻製程置中，然後監控蝕刻製程情況。
製程視窗認證 (Process Window Qualification) 是經常用於 光學及電子束晶圓檢測的一項技術，可將顯影製程維持 在製程視窗內部的中心。不同的晶圓會以不同的焦點與 劑量參數曝露。檢測是用於判定在不同曝光條件下晶圓 的缺陷，同時會使用特殊軟體來分析結果。 在蝕刻製程中，將製程置於製程視窗中心是非常重要
方法有幾個缺點。舉例來說，不受控制的變數可能會增 加資料的不確定性，尤其是如果缺陷特徵是用於判定最 佳化製程設定是否精密的話。這些變數包括優先層製程 中的變化、顯影中的變化、蝕刻製程中的變化（或系 統／腔體），以及檢測工具中的穩定性變化。在電子束 檢測中，殘餘表面電荷中的差異或是晶圓之間的大氣分 子污染物 (AMC) 也可能會影響檢測結果。
的。舉例來說，如果在接觸層中出現蝕刻不足的情況， 可能會導致蝕刻鎖住或是抗拒接觸的情況，而過度蝕刻 則會造成源極、汲極和／或晶體管上的閘極短路。在傳 統上，晶圓分割是用於判定最佳的蝕刻製程狀況。使用
基於這些原因，最好只使用單片晶圓以便能夠判定最佳 的蝕刻製程狀況。在此研究中，我們發展出此種技術並 且成功地將它用於最佳化蝕刻製程狀況。
兩片或更多的晶圓，而每個晶圓都以不同的蝕刻狀況處 理。接著可以使用光學或電子束檢測來比較整體晶圓的 缺陷。在製程結束時的電子測試可提供確認。然而這個
Test 1
實驗方法
在本次研究中使用的是三片全流量 DRAM 晶圓，線寬 為 0.11µm。所有晶圓會以正常方式處理至觸孔蝕刻的步 驟。在每個晶圓的晶體管觸孔蝕刻層上，不同的晶圓會 收到標稱蝕刻製程情況或數種不同的蝕刻情況之一，如 同表 1 所示。晶圓方塊的排列方式可促進自動晶圓檢測
Test 2
工具中標稱與測試晶圓方塊的晶圓對晶圓比較。測試晶
Test 3
圓方塊欄會替換成為使用標稱情況處理的晶圓方塊欄。 利用這種方式，每個測試晶圓方塊都可以和兩個相鄰的 標稱晶圓方塊比較。此外，各種不同的測試晶圓方塊會
圖 1：晶圓方塊配置顯示標稱晶圓方塊的位置以及包含不同蝕刻製程情 況的晶圓方塊。
2007 年夏季刊 Yield Management Solutions
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www.kla-tencor.com/ymsmagazine
蝕刻狀況
氣體流動
過度蝕刻時間
標稱
20 sccm
69 秒
測試 1
21 sccm
55 秒
測試 2
19 sccm
69 秒
測試 3
19 sccm
75 秒
表 1：用於每個晶圓上不同方塊的蝕刻製程情況摘要。