散射方法測量嵌入式SiGe間隔結構

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NFET間隔層厚度的準確性進(jìn)行評估。圖8為SCD和NGP在測量間隔層厚度時(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PFET間隔層厚度的準確性進(jìn)行評估，其評估結果如圖9所示。在該評估中，如上所述，NGP可以充分利用UV和DUV各自的波長(cháng)范圍優(yōu)勢，但這兩種模式仍然使用相同的固定和浮動(dòng)模型參數。結果表明，與SCD相比，NGP TMU得到了顯著(zhù)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PFET過(guò)填充量的準確性進(jìn)行評估，評估結果如圖10所示。NGP實(shí)現了少許改進(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 圖片中對其進(jìn)行準確測量。

結論
薄間隔層的特性描述對先進(jìn)設備的監控尤為重要。與現有SpectraCD200平臺 (SCD) 相比，新一代硬件平臺NGP可提高45nm節點(diǎn)薄間隔層的測量質(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(cháng)范圍來(lái)提高測量質(zhì)量。結果顯示，NGP的短期動(dòng)態(tài)重復性(STDR)較SCD降低2.5～3倍，TMU則提高了18％。與UV波長(cháng)范圍相比，DUV波長(cháng)范圍對間隔層厚度變化的靈敏度提高3.7倍。

PFET結構通常用于研究NGP如何提高間隔層厚度和過(guò)填充量的測量質(zhì)量。NGP擁有更廣泛的波長(cháng)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。雖然模型使用了不同的散射文件和波長(cháng)范圍，但它們共享相同的固定與浮動(dòng)建模參數。對于PFET結構，DUV波長(cháng)對間隔層厚度變化的靈敏度較UV波長(cháng)提高了4.8倍；DUV波長(cháng)對過(guò)填充量的靈敏度較UV波長(cháng)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)系統的置信區間有一定的重疊，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STDR的顯著(zhù)降低，同時(shí)延展的波長(cháng)范圍還能顯著(zhù)提升測量參數的準確度。因為與UV相比，DUV對間隔層厚度變化具有更高的靈敏度。