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Inspection, Measurement and Test
検査測定技術の課題は何なのか
[2007年05月号]
業界の変化には慣れているが、変化の速度は日々加速しているようだ。半導体製造の多くの工程の中でも検査測定分野以上に急激に変化している分野はないのではないだろうか。CD-SEMとスキャトロメトリが22 nmノードまで拡張可能であるかどうかもまだ分からない。その他にも、線幅は非常に狭くなっているのでLWR(Line Width Roughness)がより重要になり、真の線幅を確定しようとするときに困難は倍増する。スキャトロメトリが、どのようにしてLER(Line Edge Roughness)とLWRに対処するのかはいまだ決定されないままだ。現在ではスキャトロメトリは、LWR情報を使用せずに線幅の平均的な画像を提供するだけだ。
オーバレイも、別の大きな課題として残っている。オーバレイ測定のニーズは、特に22 nmプロセスで使用が予想されるリソグラフィ技術を考えると要求が非常に厳しくなるとみられる。半導体メーカーはダブルパターニングと液浸リソグラフィを使用できるようになるだろうか。あるいはEUVリソグラフィに切り替えなければならないのだろうか。リソグラフィの研究者は、検査測定部門に正しい方向に向かわせるために必要な情報を提供しなければならない。ダブルパターニングの検査測定は、リソグラフィプロセスの鍵を握ることになるだろう。
新規の構造体の三次元的な性質も考慮すべき点である。課題が何であるのか、そして課題がどのように多様化しているのかを理解しなければならないが、このためにはどのような三次元配線の手法が検討されているのか、そして測定装置の開発の実行を開始するほど十分な共通の基盤があるのかを知らなければならない。トランジスタの三次元構造では、finFETまたは類似した構造は採用されるのだろうか。FinFETのCDと側壁の測定はどのように行うのであろうか。
応力計測も決して単純ではない。さらに、ますます微細化が進むにつれ難しさは増すばかりだ。収束電子線回折のようなものを使用してTEM分析を行っても、断面で測定された応力がどのように実際のデバイス中の応力と関連しているのかという問題もある。研究開発では、さらに多くの材料の特徴付けがTEMなどの高度な解析装置により断面の解析を行うことで実現できるであろうが、いったん量産に入ると破壊検査ではないプロセス制御こそが必要とされる。
オーバレイも、別の大きな課題として残っている。オーバレイ測定のニーズは、特に22 nmプロセスで使用が予想されるリソグラフィ技術を考えると要求が非常に厳しくなるとみられる。半導体メーカーはダブルパターニングと液浸リソグラフィを使用できるようになるだろうか。あるいはEUVリソグラフィに切り替えなければならないのだろうか。リソグラフィの研究者は、検査測定部門に正しい方向に向かわせるために必要な情報を提供しなければならない。ダブルパターニングの検査測定は、リソグラフィプロセスの鍵を握ることになるだろう。
新規の構造体の三次元的な性質も考慮すべき点である。課題が何であるのか、そして課題がどのように多様化しているのかを理解しなければならないが、このためにはどのような三次元配線の手法が検討されているのか、そして測定装置の開発の実行を開始するほど十分な共通の基盤があるのかを知らなければならない。トランジスタの三次元構造では、finFETまたは類似した構造は採用されるのだろうか。FinFETのCDと側壁の測定はどのように行うのであろうか。
応力計測も決して単純ではない。さらに、ますます微細化が進むにつれ難しさは増すばかりだ。収束電子線回折のようなものを使用してTEM分析を行っても、断面で測定された応力がどのように実際のデバイス中の応力と関連しているのかという問題もある。研究開発では、さらに多くの材料の特徴付けがTEMなどの高度な解析装置により断面の解析を行うことで実現できるであろうが、いったん量産に入ると破壊検査ではないプロセス制御こそが必要とされる。
表 計測学技術要件
(出典:ITRSロードマップ、2006年更新版)
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