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45nmぞ向けた分光゚リプ゜メトリ膜厚枬定 Arun R. Srivatsa -– KLA-Tencor Corporation

分光゚リプ゜メトリ(SE)は、近幎の半導䜓工堎においお、薄膜を生産ラむンで管理する䞊で䞍可欠で重芁なテクノロゞであ る。今回、スペクトルの安定性向䞊、短波長の䜿甚、その他倚くの改善によっお、SEテクノロゞは膜厚および屈折率の枬定 のほかに、65nmおよび45nmノヌドでの窒化酞化膜、ボロンでドヌピングされたシリコンゲルマニりム(SiGe:B)、high-k材料な どの、倚くの膜の組成の枬定も可胜ずしたので、それを玹介する。

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65nmや45nmノヌドに向けお新しい材料や構造が出珟する 䞭、薄膜の枬定技術に察する芁求がたすたす耇雑さを増し、 枬定バゞェット(蚱容倀)は厳しくなっおいる。いく぀かの䞻 芁プロセスでは、もはや膜厚ず屈折率のモニタリングだけで はプロセス管理に䞍十分で、組成、倚孔率その他のパラメヌ タを枬定、あるいは掚察しなければならない。これらのパラ メヌタで光孊特性が䜓系的にばら぀くこずを利甚し、分光゚ リプ゜メトリ(SESpectroscopic Ellipsometry)の応甚分野におい お達成された最近の技術的進歩によっお、High-kゲヌト絶瞁 膜、窒化ゲヌト酞化膜、BドヌプSiGeなど倚様な材料の組成 監芖のために、SEは研究開発や生産環境にうたく採甚されお きた。新しい材料や耇雑な構造を取り扱うにあたっお、プロ

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図1これたでの技術ノヌドに比べ早いペヌスで、非垞に耇雑な倚 くの新芏材料が導入されおいる

2007幎冬号 歩留たり管理゜リュヌション

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www.kla-tencor.com/ymsmagazine

セス管理に関する重芁な課題や芁求があり、光孊的薄膜枬定 技術を䜿った新しいアプリケヌションデヌタや将来性のある ゜リュヌションが怜蚎されおいくだろう。 耇数の分野における課題

65nmや45nmノヌドでは薄膜の枬定技術は耇雑になり、よ り粟床が求められるようになるだろうずいう芋解にはほず んど異論がない。その傟向は、しだいに厳しくなるプロセ スりィンドりず枬定蚱容倀(䞀般的な経隓から蚀えば、トヌ タル膜厚の枬定バゞェットはプロセスバゞェットの10以 例)ず共に、他の二぀の芁因によっお促進される。぀たり、 フロント゚ンドずバック゚ンドのどちらにおいおも倚くの 新材料や革新的な構造が導入されるこずず、モニタヌりェ ヌハ膜厚を生産りェヌハの代わりに枬定するやり方から生 産りェヌハ膜厚の枬定に倉曎されるこず、である(1-5)。 フロント゚ンドでは、倚くの新材料導入によっお枬定やプ ロセス管理䞊の新たな課題が生み出される。たず、Si基板か らSOI(Silicon On Insulator)基板ぞずいう緩やかな移行である。 これらの課題は新たな芁求を生み出す。SOI基板では、薄膜 衚面Si局ず埋め蟌み酞化膜の膜厚ず均䞀性のモニタリングが 必芁である。たた、SOI基板を䜿甚するず、ゲヌト絶瞁膜ず 倚局構造の枬定が非垞に困難になる。衚面Si膜はHeNe波長 (633nm)で透明なので、耇数パラメヌタ枬定(ゲヌト酞化膜、 衚面Si膜、埋め蟌み酞化膜を同時に枬定)ずなり、これは暙 準的な固定アングルの単䞀波長゚リプ゜メヌタ(SWESingle Wavelength Ellipsometry)では枬定䞍可胜である。 Siチャネルに歪みを導入するため耇数の方法が詊みられおい る。䟋えば、圧瞮しながらチャネルに圧力をかけるためBド ヌプBSIG(Ge、B、そしおBドヌプSiGeの膜厚を監芖する必芁 がある)を゜ヌス/ドレむン領域に䜿甚したり、チャネルに匕 匵応力や圧瞮応力をもたらすため高圧をかけた窒化局(応力 19


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