大规模集成电路中关键尺寸测量方法与应用的重要性研究.pdf

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1、版权声明任何收存和保管本论文各种版本的单位和个人，未经本论文作者同意，不得将本论文转借他人，亦不得随意复制、抄录、拍照或以任何方式传播。否则，引起有碍作者著作权之问题，将可能承担法律责任。北京大学硕士学位论文摘要随着集成电路的集成度越来越高，线宽越做越小，关键尺寸CD(CriticalDimension)的测量就成为大规模生产线的重要监测手段。测量的数据越精准，测量结果的反馈越及时，才能使生产出的产品有好的良率。因此，需要有测量速度快，测量数据准，测量稳定性高的测量方法和机台来做生产线的眼睛和尺子。无论是通过统计过程控制SPC(StatisticalProc

2、essContr01)来监控工艺稳定性，还是通过智能制程控制APC(AdvancedProcessContr01)及时把前一道制程的变化传递给下一道制程，从而智能控制工艺表现，都是为了生产出更好良率的产品。光谱散射仪OCD，因其速度快，精准度高，稳定性好且对晶圆无损伤的优点，已经在关键的工艺步骤中逐步取代SEM和AFM。OCD不仅可以测量CD，它更多的被用于测量微观结构的角度，侧壁各层薄膜的宽度，高度，结构各个位置的CD等。例如，STI(ShallowTrenchIsolatiOn)刻蚀工艺后深度以及沟槽开口角度的测量，以及HDP(HighDensityPl

3、asma)填充后，经过平坦化和湿法刻蚀去除氮化硅后，AA(ActiveArea)和STI的高度差。更重要的是OCD在PolyGate(多晶硅栅极)工艺中扮演了十分重要的角色，成为一道必须测量的步骤。通过APC系统，将光刻后关键尺寸的测量值通过智能系统传递给刻蚀工艺，从而使刻蚀工艺根据光刻后的变化进行微调。另外，在侧壁隔离层的工艺中，OCD更是可以在一步测量中得到各层侧壁隔离层的宽度，这正是光散射的特点。更是首次将光学测量应用与后段铜互连工艺来监测铜平坦化工艺后铜线的高度及宽度。本论文重点针对65nm逻辑MOS电路实际生产中各道工艺对关键尺寸测量的方法和重要性

4、予以阐述和研究。通过实际的案例，说明OCD测量在各工艺制程中扮演的角色，并通过数据追踪和分析，重点研究和分析了通过OCD测量帮助工艺工程师及时判断并解决工艺制程中发生的问题，从而降低缺陷，提高产品良率。关键字：关键尺寸，光谱散射仪，光刻，刻蚀，铜互连AbstractAlongwiththeincreasingintegrationofcircuit，thelinewidthtendstobethinnerandthinner，CD(CriticalDimension)measurementhasbecomeanimportantmonitormethodol

5、ogyforamassproductionline．Moreaccuratemeasurementdataandmoretimelyfeedbackthemeasurementresults，makesagoodyieldproducts．Therefore，itneedsafast,accurateandgoodstabilitymeasurementtooltobeeyeandrulerofafab．BoththroughstatisticalprocesscontrolSPC(StatisticalProcessContr01)tomonitorthe

6、processstability，andthroughtheintelligentprocesscontrolAPC(AdvancedProcessContr01)tocontrolprocessintelligentlymakesgoodyieldproducts．SpecialscatteringOCD，becauseofitsfastspeed，hi曲accuracy，goodstabilityandnodamagetothewafer，hasbeenstepstoreplaceSEMandAFMincriticalprocess．OCDnotonly

7、CanmeasuretheCD，themore，itisusedtomeasuresidewallangle，width，heightofeachfilmofspacerstructure，andeachpositionoftheCD．Forexample，forSTI(ShallowTrenchIsolation)formationafteretchingprocess，themeasurementoftrenchdepthandopeningangle．Inaddition，itisthefirstapplicationofopticalmeasurem

8、entwhichisusedforcopperint