計量使工藝得以實(shí)現

關(guān)鍵字：計量

計量并不廉價(jià)——計量專(zhuān)家的費用和計量工具的成本就不低——但如果是以生產(chǎn)和成品率為目標的話(huà)，那么它絕對算得上價(jià)廉物美。

多年以來(lái)，許多業(yè)內人士都認為計量是一項非增值的花費，但是隨著(zhù)在器件制造流程中計量重要性的不斷提高，它正在快速地成為幫助獲取巨額收入的關(guān)鍵因素之一。在一篇研究?jì)热輳V泛全面的研討會(huì )論文中，對這種重心轉移背后的原因進(jìn)行了明確的描述，對于那些在各類(lèi)檢查、測量和測試應用中生產(chǎn)或使用計量的從業(yè)者來(lái)說(shuō)，這篇論文應該被視為最重要的參考資料之一。

通過(guò)對“增值”計量的討論，論文的第一作者、國際半導體技術(shù)制造協(xié)會(huì )（ISMI）的Benjamin Bunday，與來(lái)自ISMI和Sematech、Freescale、Advanced Micro Devices、Intel、Spansion、Texas Instruments和IBM的合作者們一起，解釋了為什么將計量看成是一項非增值花費的傳統“思維”，已經(jīng)成為一種誤導性的危險論斷。正如Bunday所說(shuō)：“在當前最新工藝出現中的各種重要的技術(shù)趨勢，比如光學(xué)鄰近修正（OPC）、可制造性設計（DFM）和先進(jìn)工藝控制（APC）等，實(shí)際上都基于在誤差和精度方面，可以對計量進(jìn)行精細的調整這個(gè)前提假設。”

Bunday和合著(zhù)者們解釋了為什么在特征尺寸計量和套刻精度、薄膜與缺陷計量領(lǐng)域內處處都可以找到這樣的例證。以APC為例，他們展示了這個(gè)全新的概念是如何使計量在最終產(chǎn)品質(zhì)量中扮演主要角色的：“過(guò)去，計量監測工藝流程的結果，而且主要用途是出現異常偏差后進(jìn)行返工和‘在事后’對工藝進(jìn)行調整。APC將它推到一個(gè)新的水平，通過(guò)‘過(guò)程中修正’來(lái)不斷地將工藝向目標引導。”這篇論文分析了典型的柵層APC循環(huán)，其中計量數據被反饋以用于調整光刻設置，同時(shí)又被前饋來(lái)調整基于光刻結果的柵刻蝕；對快速熱退火注入步驟進(jìn)行精細的調整，以進(jìn)一步修正柵刻蝕步驟中可能出現的任何異常偏差。

在光刻工藝建模和OPC校準和驗證中——所有這些都是不斷地從一個(gè)節點(diǎn)進(jìn)步到另一個(gè)節點(diǎn)的基礎——計量已經(jīng)成為關(guān)鍵。“如果不使用光刻建模和分辨率增強技術(shù)，現代技術(shù)的發(fā)展就是絕不可能的，”Bunday說(shuō)。“了解光刻特征圖形的實(shí)際CD的信息，是開(kāi)發(fā)基于物理的光刻模擬器的關(guān)鍵，而且這些與用于對它們進(jìn)行驗證和校準的計量的表現一樣出色。”

論文中還包括一份計量工具性能的簡(jiǎn)短調查。這值得關(guān)注，因為它突顯了一些需要克服的障礙，以及可能為當前和今后的計量問(wèn)題提供解決方案的技術(shù)趨勢。Bunday評論了各種CD計量平臺、套刻精度計量工具和缺陷計量系統，得出的結論是大多數技術(shù)都有望以某種形式擴展到32nm或以下節點(diǎn)；CD-SEM會(huì )繼續向前發(fā)展，而光學(xué)CD工具將推進(jìn)到22nm節點(diǎn)附近，雖然它們在那之后可能會(huì )遇到麻煩。

論文中有一部份是對計量工具的投資回報率（ROI）進(jìn)行建模分析，并介紹了對工廠(chǎng)內的不同計量工具進(jìn)行分析的各種方法和成本模型。Bunday承認，為OPC、DFM、APC和系統與隨機成品率提升收集數據需要不同的平臺，為了計算出這些變量的“附加值”，需要全面了解它們中的每一項對成本底線(xiàn)和投資回報率的貢獻。

值得注意的是，雖然多年來(lái)計量和工藝設備的制造商都在盡力地簡(jiǎn)化日益復雜的平臺的操作流程，以使它們能夠由技工來(lái)代替工程師進(jìn)行操作，但人員因素仍舊非常重要。正如他所說(shuō)的：“計量人員有責任改進(jìn)整套工具的工藝菜單的運行質(zhì)量，從而減少工具與工具之間的不匹配，并加快工藝菜單的創(chuàng )建過(guò)程。要想從計量工具中獲取最大的價(jià)值，需要了解工具可能會(huì )對fab生產(chǎn)力造成負面影響的所有方式。”最新型的設備是生產(chǎn)力的一個(gè)重要部分，但僅此一項并不足以確保生產(chǎn)力目標的達成。