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在90纳米及以下,器件设计已经展现出超越传统的通过光刻缩小的技术方法达到和ITRS制定的性能表现,例如载流子迁移率工程和增加的栅极堆垛电容。为了使成品率更快地上升,fab依靠先进的X射线方法得到关键的工艺信息。
在众多现有的方法当中,基于从晶体材料中散射的X射线的X射线衍射技术(XRD)被用于表征薄膜层的微结构和晶相;高分辨X射线衍射(HRXRD)用于高质量外延层的晶格直接测量。X射线衍射成像(XRDI)通过衍射的X射线强度鉴别晶圆表面和边缘的缺陷。x射线反射率(XRR)能够提供厚度、密度和粗糙度等薄膜测量信息,而不依赖于晶体质量;X射线荧光(XRF)可确定组分和膜厚。
使用锗硅材料通过应力工程来增强迁移率使制造进入了90纳米。对这种膜的厚度测量是不充分的。要得到高的器件成品率和紧的速度分布,需要精确控制外延层的组分和弛豫。在采用90纳米技术的fab里,高分辨XRD定量地测量这些关键参数,提供好于1%敏感度水平的晶格弛豫监控。
在互连层次,铜的金属化正成为事关阻挡层金属质量和完整度的复杂因素。随着线宽缩小,更薄的阻挡层需要更紧的容忍度。除膜厚外,晶化是影响互连中电学和扩散特性的关键因素。在高k值栅极介质,比如HfO2,引入后,也会有相似的问题, 晶化的发生对于材料属性是有害的。在两种情况下,结合使用XRR/XRD技术,可以控制厚度和晶相,这对器件性能是必不可少的。
Bede X-Ray Metrology,
www.bede.co.uk
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铜制程阻挡层/种子层沉积工艺的最新进展
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