散射方法测量嵌入式SiGe间隔结构

作者：时间：2009-02-27来源：网络收藏

光谱灵敏度
光谱灵敏度是确定设备能否很好地测量某一给定参数的方法之一。每个波长范围（UV或DUV）均有一个与测量参数相关的灵敏度值，表示信噪比数值。灵敏度比率（DUV/UV）是一个定量指标，用于说明在测量某一给定参数时，DUV光学元件比UV光学元件更敏感的程度。测量不同芯片上同一位置的光谱信息，并把它们标识出来，是一个很好的显现光谱灵敏度的方式。

从两片晶圆的每一片中选择相同的中心芯片。每对晶圆的工艺条件都相同，只有淀积的厚度或间隔层过刻蚀量（影响过填充量）不同。图4显示了两个芯片上不同的间隔薄膜淀积条件下的光谱叠图比较。两个芯片上的散射测量样本采用TEM分析。分析表明，这两个芯片的间隔层厚度之差为4.4nm。由于波长在DUV范围内的光谱有更多的差异性，DUV光学元件对NFET间隔层厚度的改变比UV光学元件更敏感。事实上，这一灵敏度的变化发生在DUV与UV的波长跃迁处。DUV/UV的灵敏度比值为3.7，这意味着当测量这些厚度的变化时，DUV的灵敏度是UV的3.7倍。

图5显示了不同淀积条件下，两个波段对PFET间隔层厚度变化的灵敏度。TEM的分析表明间隔层厚度之差为4.6nm。DUV光学元件对厚度的变化更敏感，在DUV/UV波长跃迁区，灵敏度开始再次发生变化。灵敏度比率表明，对PFET间隔层厚度的变化而言，DUV的灵敏度是UV的4.8倍。

图6显示了两个芯片在不同的过刻蚀量以及不同的PFET过填充量条件下的比较。晶圆组中其它芯片的TEM结果表明，这两个芯片的过填充量差约为3nm或更少。再次证明了DUV更为敏感，其灵敏度变化大约发生在DUV与UV的波长跃迁区，灵敏度比率为1.6。

从6枚实验晶圆中收集短期动态重复性（STDR）数据。分别在每枚晶圆中选择9个芯片，并对每个芯片循环测量10次，以此来确定STDR数据。对每个芯片可进行重复性测量，其平均值便是晶圆的STDR数据，然后再将这个平均值转换成一个3σ值。图7显示了STDR的结果。结果表明，NGP间隔层测量的STDR比SCD间隔层测量的STDR约低2.5至3倍。而对于PFET过填充量，NGP的STDR较SCD约降低了2倍。