散射方法測(cè)量嵌入式SiGe間隔結(jié)構(gòu)
在散射樣本上進(jìn)行大量的TEM取樣,成本較高,難度也較大。因此TEM取樣僅限于每個(gè)散射測(cè)量樣本的中心位置,沒(méi)有考慮樣本之間在厚度和過(guò)填充量上的差異性。首先對(duì)NFET間隔層厚度的準(zhǔn)確性進(jìn)行評(píng)估。圖8為SCD和NGP在測(cè)量間隔層厚度時(shí)TMU的差異??梢钥闯鯪GP TMU值得到了一定的改進(jìn):從1.48nm降至1.21nm,減少了18%。必須指出的是,由于取樣有限,TMU值可能會(huì)存在較大的不確定性,所以間隔層厚度TMU的改進(jìn)不是決定性的。
接下來(lái)對(duì)PFET間隔層厚度的準(zhǔn)確性進(jìn)行評(píng)估,其評(píng)估結(jié)果如圖9所示。在該評(píng)估中,如上所述,NGP可以充分利用UV和DUV各自的波長(zhǎng)范圍優(yōu)勢(shì),但這兩種模式仍然使用相同的固定和浮動(dòng)模型參數(shù)。結(jié)果表明,與SCD相比,NGP TMU得到了顯著的改進(jìn):TMU從2.44nm 降至1.31nm,減少了46%。雖然TMU的誤差范圍較大,但是與NFET相比,其誤差范圍重疊的情況要少很多。
最后對(duì)PFET過(guò)填充量的準(zhǔn)確性進(jìn)行評(píng)估,評(píng)估結(jié)果如圖10所示。NGP實(shí)現(xiàn)了少許改進(jìn),TMU從3.08nm降至2.78nm,減少了10%,過(guò)填充量值的變化幅度很小。此外,由于邊界相關(guān)性較為模糊,因此難以從TEM 圖片中對(duì)其進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量。
結(jié)論
薄間隔層的特性描述對(duì)先進(jìn)設(shè)備的監(jiān)控尤為重要。與現(xiàn)有SpectraCD200平臺(tái) (SCD) 相比,新一代硬件平臺(tái)NGP可提高45nm節(jié)點(diǎn)薄間隔層的測(cè)量質(zhì)量。NGP可通過(guò)其先進(jìn)的光譜橢圓偏光法(SE)光學(xué)元件以及低至150nm的更廣泛的波長(zhǎng)范圍來(lái)提高測(cè)量質(zhì)量。結(jié)果顯示,NGP的短期動(dòng)態(tài)重復(fù)性(STDR)較SCD降低2.5~3倍,TMU則提高了18%。與UV波長(zhǎng)范圍相比,DUV波長(zhǎng)范圍對(duì)間隔層厚度變化的靈敏度提高3.7倍。
PFET結(jié)構(gòu)通常用于研究NGP如何提高間隔層厚度和過(guò)填充量的測(cè)量質(zhì)量。NGP擁有更廣泛的波長(zhǎng)范圍及先進(jìn)的光學(xué)元件,可充分利用該模型以展示其組合優(yōu)勢(shì)。雖然模型使用了不同的散射文件和波長(zhǎng)范圍,但它們共享相同的固定與浮動(dòng)建模參數(shù)。對(duì)于PFET結(jié)構(gòu),DUV波長(zhǎng)對(duì)間隔層厚度變化的靈敏度較UV波長(zhǎng)提高了4.8倍;DUV波長(zhǎng)對(duì)過(guò)填充量的靈敏度較UV波長(zhǎng)則提高了1.6倍。通過(guò)使用NGP,既可將過(guò)填充量的STDR降低2倍,也可使間隔層厚度的STDR降低3倍。此外,還可將間隔層厚度的TMU提高46%。雖然這兩個(gè)系統(tǒng)的置信區(qū)間有一定的重疊,但重疊部分非常小,因此可以確定NGP有很大的改進(jìn)。雖然過(guò)填充量的TMU提高了10%,但由于采樣的局限性,誤差范圍較大。
NGP的先進(jìn)SE光學(xué)元件能降低光與電噪聲,因此可實(shí)現(xiàn)STDR的顯著降低,同時(shí)延展的波長(zhǎng)范圍還能顯著提升測(cè)量參數(shù)的準(zhǔn)確度。因?yàn)榕cUV相比,DUV對(duì)間隔層厚度變化具有更高的靈敏度。
評(píng)論