在测量半导体器件图案时,会使用所谓的“晶圆厂尺子” —— CD-SEM(关键尺寸扫描电子显微镜),因为它可以给出当前最精确的亚纳米级测量结果。扫描光刻机将图案(例如线条和空间)从掩模转移到光刻胶后,会使用 CD-SEM 来测量图案的关键尺寸。通过这类测量可持续校准扫描光刻机和工艺制程,以便在刻蚀到晶圆前确保图案正确。随着 EUV 的出现,特别是高数值孔径 EUV 的问世,光刻胶越来越薄,测量器件特征的关键尺寸变得更具挑战性。我们需要更薄的光刻胶才能在可用光子数量仅为 DUV 的 十分之一的情况下开发出掩膜图案。此外,更薄的光刻胶有助于防止由 EUV 形成的密集线条相互挤挨在一起。当技术跨入高数值孔径时,光刻胶会变得更薄,以补偿高数值孔径 EUV 光刻机的聚焦深度损失。
应用材料公司的 VeritySEM™ 10 CD-SEM 测量平台专用于测量 EUV 和高数值孔径 EUV 图形化所形成特征的关键尺寸。该系统采用业界领先的亚纳米级电子束分辨率,可快速捕获晶圆上介于 13 到 36 个精确 CD的测量值。得益于分辨率和扫描速率的提高,可以更快完成 EUV 扫描光刻机的校准,从而帮助客户加快工艺配方的开发,最大限度提升大规模量产(HVM)的良率,增加客户在光刻模块上大额投入的投资回报率。该系统采用较低能量的电子束,最大限度减少与 EUV 和高数值孔径 EUV 更薄、更易损的光刻胶发生相互作用,从而保持图案的保真度,同时保证严格的量测生产要求。
此外,VeritySEM 10 还改进了全环绕栅极 (GAA) 晶体管和 3D NAND 存储器量测技术。它采用领先的背散射电子 (BSE) 技术,配备全新的探测器架构,用于 3D 和 GAA 极高深宽比特征的量测,将匹配紧密度提高达 50%,并能实现更高分辨率电子偏折(eTilt)成像。3D NAND 器件的阶梯互连越来越多,可以利用经过特殊优化的工作点,以及高效的二次电子 (SE) 收集和先进的算法,提高这些深层结构底部 CD 成像的准确性和稳定性。此外,大视野 (LFOV) 成像生成能力结合更高的焦深,允许以更紧密的匹配度和精度完成三维 NAND 阶梯量测。
VeritySEM 10 是全球系统装机量超过1,400台的SEMVision 家族新成员。VeritySEM 是 BSE 技术的先行者,拥有目前用于大规模量产的最高分辨率 SEM 色谱柱。