Процесс контроля технологической операции травления щелевой изоляции применяется в технологическом цикле производства КМОП-изделий. Для повышения оперативности и информативности этого контрольного процесса может быть применен метод оптической скаттерометрии, позволяющий заменить сразу несколько использовавшихся ранее методов. С помощью размерной схемы, учитывающей реальные особенности процедуры, описан процесс травления щелевой изоляции. Представлены комбинированные методы контроля процесса щелевой изоляции. Исследованы границы применимости оптической скаттерометрии и рассмотрены методы, которые можно использовать вне этих границ, в частности в диапазоне менее ~20 нм. Разработанная методика позволяет контролировать непосредственно в технологическом цикле не только линейный размер, но и глубину канавки травления и наклон ее стенок, которые ранее не контролировались. Контроль этих параметров в технологическом цикле снижает издержки производства и повышает надежность интегральных схем. Процесс опробован на примере технологии 180 нм, но обсуждаются возможности применения процесса для меньших проектных норм.
Литература
1. Liou F.-T., Chen F.E. Method for forming planarized shallow trench isolation in an inte-grated circuit and a structure formed thereby // Patent US N 5130268 A. 1992.
2. Review of CD measurement and scatterometry / P. Thony, D. Herisson, D. Henry et al. // Proceedings of the Characterization and Metrology for VLSI Technology. –2003. – P. 381–388.
3. Tompkins H.G., Irene E.A. Handbook of ellipsometry. – William Andrew Publishing, NY and Springer-Verlag GmbH, Heidelberg. – 2005. – 891 p.
4. Broadband spectral operation of a rotating-compensator ellipsometer / J. Opsal, J. Fanton, J. Chen et al. // Thin Solid Films. – 1998. – Vol. 313–314. – P. 58–61.
5. Opsal J., Chu H. Fundamental solutions for real-time optical CD metrology // Proceedings of SPIE. – 2002. – Vol. 4689. – P. 163–176.
6. Through Pitch monitoring by optical scatterometry/ R. Melzer, C. Hartig, G. Grasshoff et al. // Proceedings of SPIE. – 2015. – Vol. 9424. – P. 942429-1 – 942429-9.
7. Fast and accurate scatterometry metrology method for STI CMP stepheight process eval-uation / C.-H. Lina, C. Huang, C.-L. Hsu et al. // Proceedings of SPIE. – 2012. – Vol. 8324. – P. 832421-1 – 832421-8.
8. Nondestructive analysis of lithographic patterns with natural lineedge roughness from Mueller matrix ellipsometric data / X. Chen, Y. Shi, H. Jiang et al. // Applied Surface Science. – 2016. – Vol. 388. – P. 524–530.
9. Problems in measurements of parameters of elements and structures in modern micro- and nanoelectronics considering TiN/Ti diffusion barrier structures as an example / D.I. Smirnov, R.M. Giniyatyllin, I.Yu. Zyul’kov et al. // Technical Physics Letters. – 2013. – Vol. 39. – No 7. – P. 34–42.
10. Sullivan N., Dixson R., Bunday B. Electron beam metrology of 193 nm resists at ultra-low voltage // Proceedings of SPIE. – 2003. – Vol. 5038. – P. 483–492.
11. Modeling of line roughness and its impact on the diffraction intensities and the recon-structed critical dimensions in scatterometry / H. Gross, M.-A. Henn, S. Heidenreich et al. // Applied Optics. – 2012. – Vol. 51. – No 30. – P. 7384 – 7394.
12. Palik E.D. Handbook of optical constants of solids // Academic Press. – 1998. – 999 p.
13. Comparison of algorithms used for evaluation of ellipsometric measurements Random search, genetic algorithms, simulated annealing and hill climbing graph-searches / O. Polgár, M. Fried, T. Lohner et al. // Surface Science. – 2000. – Vol. 457. – P. 157–177.
14. Accurate and reliable optical CD of MuGFET down to 10nm / P. Leray, G.F. Lorusso, S. Cheng et al. // Proceedings of SPIE. –2003. – Vol. 6518. – P. 65183B-1–65183В-10.
15. Ito Y., Higuchi A., Omote K. Characterization of cross-sectional profile of resist L/S and holepattern using CD-SAXS // Proceedings of SPIE. – 2016. – Vol. 9778. – P. 97780L-1–97780L-8.