Критические проблемы измерения

Полупроводниковой промышленности по-видимому, бесконечные марш больших размеров пластин и все меньше критических размеров по выполнению закона Мура является уникальным явлением. На протяжении многих лет проблема увеличения размера пластин и острие процесса интеграции конверт, открыла новые возможности как для полупроводниковых органов и их поставщиков полупроводниковой промышленности, оборудования, о чем свидетельствует текущий перейти на 300-мм подложек одновременно с 130-нм объем производства .

Кремний производители продемонстрировали способность принимать высокой чистоты 300mm кремниевых пластин в объеме. Производители оборудования продемонстрировали способность адаптироваться к подложки большего диаметра на Infineon Technologies AG, корпорации Intel и других новаторских фабрик. Процесс разработки, такие как химико-механического планаризация (CMP) и использование медных межсоединений-понятия, казалось бы, противоположность логике сейчас принято, а в некоторых случаях, обычным явлением. Те наблюдатели, с чувством истории, удивляться изобретательности продолжается в нашей отрасли в целом.

Как карнавал игра, в которой объект для удара головой о клоун, который случайно тычет вверх только достаточно быстро, чтобы позволить один реагировать, что будет блок операции в потрясающий, которые рядом уступить место и экономики на волосатой края контроля ? Это неизбежно, что литография экономики, в сочетании с экономической желание продлить оптической литографии дальше технологии дорожной карты ", будут сталкиваться с процессом возможностями.

Как один обеспечить дополнительные возможности для этого важного процесса? Многие ключевые игроки отрасли утверждают, что следующая крупная проблема, которую необходимо понимать и покорил не будет литографии, но литографии контроля, т. е. основные возможности оценить выход следующего процесса узлов ассоциация производителей полупроводников (SIA) Дорожная карта ". Почему? Все очень просто. Коэффициент точности измерения текущей методологии по сравнению с необходимой терпимости процесса (так называемый P / T отношение) является недостаточным для надлежащего контроля критических размеров на следующем процессе узлы будут разработаны в массовое производство на 300-мм подложек в этом десятилетии.

Это явление историческое преимущество с самого начала нашей промышленности. Для критического размера (CD) измерения контроля, молодой отрасли первых использовали окуляр визиров с описанной масштабах, которые были видны в окуляр обычных световых микроскопов. Улучшение технического ниточный окуляры, которые признакам подвижной сетки и аналоговых отсчет по шкале барабана. Следующий улучшения, созданные Викерс инструменты, представил изображения сдвига окуляра, когда требования CD управления превысил возможности простой ниточный окуляра. На протяжении всего процесса поколений 1970-х годов 80-х и 90-х годов, эти CD контроля технологии и инструменты стали более автоматизирована и сложны, как технические проблемы, требовали новаторских решений. NanoLine сканирования денситометр технологии оспаривается видео-систем. Викерс Квестор определены и заняли оптического сегмента метрологии наложения.

Хотя наложение метрологии продолжает быть выполнены с оптической технологии, требования чистой критических контрольных размерности начал испытывать пределы оптики изображения света появлением узел процесс субмикронных. В то время, большинство литографических и метрологии инженеры считают, что точка-точка разрешение обычных белых оптике свет не располагают достаточными P / T возможности получить работу. Необходимость субмикронных метрологии был заполнен низковольтных сканирующего электронного микроскопа с помощью видео-алгоритмы для получения критических размеров. Ранняя продукции были грубые, субъективным и не хватало автоматизации. Сегодня, критический размер сканирующего электронного микроскопа (CD-SEMS) являются неотъемлемой частью процесса управления литографических и средства записи для работы с изображениями и управления компакт-дисков.

Но, опять же, метрологии статус-кво инструмент записи находится под угрозой - не конкурентных сил, но и технологических потребностей. CD-специалисты по приближаемся к концу дороги в качестве эксклюзивного средства для контроля размеров. Их шум, присущий дизайн предела своих возможностей. С технической точки зрения, специалисты по сканирования электронного пучка через образец. Этот луч создает вторичные электроны, которые были обнаружены, усиливается и преобразуется в видео-или почти видеоизображения. Изображение анализируется контраст изменения, которые соответствуют топографических изменений в образце. В целях достижения более высокого разрешения, диаметр пучка, необходимо ограничить создания высшего плотности электронов, которые могут иметь последствия и зарядки ущерб фоторезиста. Это, в сочетании с тем фактом, что некоторые фото 193 нм сопротивляется проявляют восприимчивость к ущербу с нынешними системами, делает проблематичным продлить жизнь CD-специалисты по в следующих поколений инспекции инструментов. Кроме того, маловероятно, что CD-SEMS мог быть интегрированы в процесс треков и инструментов.

Примечательно, что на суб-l00nm, электронных пучков реагируют с сопротивляться фактически меняет свою форму. Конечно, это совершенно неприемлемо для уменьшить объект, который вы хотите измерить. В сочетании с все экономические и проблем в процессе фабрики, один стал по-настоящему должна попасть в движущуюся мишень.

В соответствии с "дорожной карты" SIA, общий бюджет ошибка CD составляет 10 процентов номинального размера CD, например, для l3nm l30nm процесса, l0nm для 100 нм процесс, и так далее. Это 10 процентов представляет собой общий допустимый бюджет ошибка из всех источников. Указанный документ точно также 10 процентов от общего бюджета по ошибке, или 1 процент от номинального размера CD. В лабораторных условиях, CD-специалисты по способны достичь 2нм к 3nm точности.

Прогнозируя технические ограничения тогдашнего доступных схем метрологии, в 1987 Акцент оптические технологии начали работу над многообещающей технологии, связанные с взаимодействием света с повторяющимися функциями на пластинах. Эта технология, именуемая рефлектометрии, была внедрена в массовое производство в l30nm в современных средств производства полупроводников. Используя первые принципы физики, рефлектометрия способен одновременно измерять компакт-диски, фильмы трубы и боковины углов. Автономное инструменты рефлектометрии стали коммерчески доступными в 2000 году. Другие компании, разрабатывающие рефлектометрии инструментов, используя включать Тембр, KLA-Tencor и Nanometrics. Потому что эти инструменты значительно быстрее, менее сложные и меньше, чем CD-маркетингу поисковых систем, они также обеспечивают значительные экономические преимущества для производителей полупроводников.

Циклов продолжать. Закон Мура продолжает выполняться с помощью инновационных технологических решений. Вафли размеры расти каждые десять лет, как материально-технической встречается вызов. Литография инструментов превышает считалось ранее ограничения использования фазового технологий и экзотические линзы и источниками энергии. Метрология инструменты продолжать развиваться, чтобы сохранить чек на все сокращения геометрии. Таким образом, хотя цикл продолжается, в настоящее время цель не движется. Он устойчив, воспроизводимых и легко достижимые ..

Stephen B. Westrate является вице-президентом по глобальным продажам в отдел кремния на Акцент оптических технологий (UK) Ltd, Йорк, Англия.