采用電子束檢測技術(shù)輔助晶體管開(kāi)發(fā)

涉足尖端技術(shù)研究工作的芯片制造商正在把無(wú)數新材料和奇特的器件結構結合起來(lái)，用于65nm及更低節點(diǎn)的量產(chǎn)。同時(shí)他們發(fā)現，在這些研究上的努力生產(chǎn)的結果還包括目前必須著(zhù)手解決各器件各個(gè)層上出現的越來(lái)越多的細微的電缺陷和微小物理缺陷。在存儲器中，可能會(huì )出現多晶硅阻塞管道問(wèn)題poly-plug piping problems，從而引起BPSG（硼磷硅酸鹽玻璃）孔隙問(wèn)題。在邏輯領(lǐng)域，使用應變硅引起的應變硅位錯可能產(chǎn)生缺陷，有時(shí)這類(lèi)缺陷直到后道工藝才顯露出來(lái)。

這些缺陷的重要性是始料未及的，它們既可能使當前的檢測方法失效，也可能延長(cháng)檢測時(shí)間。雖然有些人嘗試在應變硅上使用NiSi，希望俘獲位錯缺陷，但仍不能對這些位錯進(jìn)行精確定位；也不能對缺陷所在的特定結構或方向精確定位。他們只知道這些缺陷大量存在于早期的工藝中。

KLA-Tencor介紹了一種電子束檢測平臺 ——eS32，用于俘獲65和45nm節點(diǎn)各器件層中影響成品率的深層電缺陷和小物理缺陷。電子束檢測系統的基本優(yōu)勢是發(fā)現問(wèn)題相對較早。使用這種方法可以發(fā)現位錯缺陷，從而采用應變工程技術(shù)實(shí)現高速器件，而不必以犧牲成品率為代價(jià)，同時(shí)在FEOL和BEOL應用中加速系統的檢測和分辨速度，快速檢測到影響成品率的缺陷。即使NiSi和應變Si的難題得以解決，這些問(wèn)題在后道工藝中還會(huì )再次出現，因此要求對整條生產(chǎn)線(xiàn)進(jìn)行監控。新的檢測平臺具有這種能力，無(wú)論在監控銅BEOL孔隙問(wèn)題、斷開(kāi)問(wèn)題還是細微的短路問(wèn)題中都是如此。

DRAM廠(chǎng)商面臨著(zhù)產(chǎn)品壽命周期縮短的問(wèn)題，他們必須在不斷縮短的時(shí)間范圍內，促使其新型芯片快速投入量產(chǎn)。當他們等比縮小到更小單元時(shí)，將面臨關(guān)鍵的FEOL和互連挑戰 ——從檢測高深寬比的通孔和電容，到處理小物理缺陷對成品率產(chǎn)生的越來(lái)越大的影響。DRAM所面臨的關(guān)鍵新型缺陷是在其生產(chǎn)過(guò)程中多晶硅阻塞上細微的蝕刻不足問(wèn)題。需要通過(guò)高阻材料 ——非退火多晶硅 ——對這一問(wèn)題進(jìn)行檢測。低沉積能、高獲取場(chǎng)以及低束電流增大了對這類(lèi)缺陷的檢測能力。

對邏輯廠(chǎng)商來(lái)說(shuō)，關(guān)鍵的考慮是漏問(wèn)題 ——NiSi管道和應變硅位錯。不像檢測銅孔隙問(wèn)題時(shí)是對比非橋接金屬尋找斷開(kāi)和橋接缺陷(一種相對容易發(fā)現的問(wèn)題)，這類(lèi)缺陷是細微的短路問(wèn)題，要求對結進(jìn)行控制。平臺可以偏置結，并使短路接地，具有觀(guān)察位錯和管道缺陷的能力。

這類(lèi)缺陷 ——位錯和應變硅，以及管道問(wèn)題 ——易產(chǎn)生于專(zhuān)用結構中。以位錯為例，注入的局部應力和曲線(xiàn)數量都可能引起某種應力分布，從而對專(zhuān)用電路產(chǎn)生影響。

為提供新型缺陷的檢測能力，平臺具有物理和電壓對比成像靈敏度能力，從而可以更快地找到問(wèn)題產(chǎn)生的根源。擴展沉積能的范圍，可增強細微蝕刻不足接觸缺陷的俘獲能力。另外，在高阻材料中設計了束電流和掃描靈活性選項，可俘獲不斷增多的深層細微短路缺陷。使用小型25nm像素改進(jìn)了致密、高深寬比結構中小物理缺陷的俘獲能力，并采用binning算法輔助系統缺陷機理的識別能力。