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應材推出電子束量測系統 提升High-NA EUV製程的控制與良率
CTimes陳念舜
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由於包含極紫外光(EUV)和新興高數值孔徑(High-NA)的光阻越來越薄,量測半導體元件特徵的關鍵尺寸變得愈來愈具挑戰性。應用材料公司最新推出新的電子束(eBeam)量測系統,則強調專門用來精確量測由EUV和High-NA EUV微影技術所定義半導體元件的關鍵尺寸(critical dimension)。

應材公司VeritySEM 10系統提供了領先業界的解析度和成像速度,協助晶片製造商加速製程開發,並最大化大量製造的良率
應材公司VeritySEM 10系統提供了領先業界的解析度和成像速度,協助晶片製造商加速製程開發,並最大化大量製造的良率

因應現今晶片製造商在微影成像機(lithography scanner)將圖案從光罩轉移到光阻後,可利用關鍵尺寸掃描式電子顯微鏡(CD-SEM)進行次奈米級的量測作業,並藉此持續調校微影製程的效能,以確保蝕刻到晶圓上的圖案正確。會在蝕刻之後,再運用CD-SEM來分析目標圖案(intended pattern),與晶圓上結果圖案之間的相關性。因此,CD-SEM將有助於控制蝕刻製程,並在微影和蝕刻製程之間建立一個回饋循環,讓工程師能夠取得用以調整整體製程的高度相關資料集。

此外,為了捕捉高解析度影像,提供準確、次奈米級的量測,CD-SEM必須能精確地將狹窄的電子束投射到極薄光阻所佔據的微小區域。而在電子束能量與光阻相互作用之下,倘若衝擊能量(landing energy)太高,光阻會收縮,使圖案變形並產生誤差。傳統CD-SEM無法投射極窄的光束來產生高解析度影像,並以更低的衝擊能量,儘量減少與高精密High-NA光阻的相互作用。

應用材料公司最新VeritySEM 10CD-SEM量測系具備獨特的架構,能以比起傳統CD-SEM更低的衝擊能量,提供2倍解析度和加快30%的掃描速度,進一步減少與光阻的相互作用並提高產量,改善對於EUV和High-NA EUV微影和蝕刻製程的控制,並協助晶片製造商加速製程開發,最大化大量製造的良率。

另VeritySEM 10系統也被晶片製造商應用於3D設計中的關鍵尺寸量測,包括閘極全環 (Gate-All-Around, GAA) 邏輯電晶體和3D NAND記憶體,該系統的背向散射電子 (back-scattered electrons) 能夠對深層結構產生高解析度影像。

在GAA晶片的應用中,VeritySEM 10被用來量測和描述高度影響電晶體效能的選擇性磊晶 (selective epitaxy 製程;而在3D NAND記憶體方面,該系統提供的廣大視野和高聚焦深度,能量測整個階梯(staircase)的內連結構,並協助調整蝕刻製程配方。

「VeritySEM 10系統是CD-SEM技術的突破性發展,解決了重大技術轉折點所帶來的量測挑戰,將在未來幾年形塑產業的新風貌。」應用材料公司影像與製程控制集團副總裁基思.威爾斯(Keith Wells)表示,「本系統結合了低衝擊能量、高解析度和更快的成像速度等獨特能力,能促進High-NA EUV、閘極全環電晶體和高密度3D NAND的快速發展。」

目前VeritySEM 10系統已獲得一流邏輯和記憶體客戶強烈的商業化興趣,在過去一年來已交付30多套系統,由數家客戶選擇該系統作為GAA電晶體的已驗證開發機台;而所有領先的3D NAND客戶,都選擇該系統作為已驗證的開發和製程設備,且多家DRAM客戶將5 之選為已驗證製程設備。

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