應用材料公司最新電子束量測系統提升高數值孔徑極紫外光微影製程的控制與良率
新的VeritySEM 10系統提供了領先業界的解析度和成像速度，協助晶片製造商加速製程開發，並最大化大量製造的良率
應用材料公司推出新的電子束 （eBeam） 量測系統，這系統專門用來精確量測由極紫外光 （EUV） 和新興高數值孔徑 （High-NA） EUV微影技術所定義的半導體元件的關鍵尺寸 （critical dimension）。
晶片製造商在微影成像機（lithography scanner）將圖案從光罩轉移到光阻後，可利用關鍵尺寸掃描式電子顯微鏡 （CD-SEM） 對其進行次奈米級的量測作業，並透過這些量測作業持續調校微影製程的效能，以確保蝕刻到晶圓上的圖案是正確的。蝕刻之後，可以再運用CD-SEM來分析目標圖案 （intended pattern） 與晶圓上結果圖案之間的相關性。因此，CD-SEM有助於控制蝕刻製程，並在微影和蝕刻製程之間建立一個回饋循環，讓工程師能夠取得用以調整整體製程的高度相關資料集。
但隨著EUV、特別是High-NA EUV的光阻越來越薄，量測半導體元件特徵的關鍵尺寸變得愈來愈具挑戰性。為了捕捉高解析度影像，提供準確、次奈米級的量測，CD-SEM必須能精確地將狹窄的電子束投射到極薄光阻所佔據的微小區域。而在電子束能量與光阻相互作用之下，如果衝擊能量 （landing energy） 太高，光阻會收縮，使圖案變形並產生誤差。傳統CD-SEM無法投射極窄的光束來產生高解析度影像，並以更低的衝擊能量儘量減少與高精密High-NA光阻的相互作用。
VeritySEM 10 CD-SEM量測系統簡介
應用材料公司最新VeritySEM 10系統具備獨特的架構，與傳統CD-SEM相比，它能以更低的衝擊能量提供2倍的解析度。它的掃描速度也快了30%，可進一步減少與光阻的相互作用並提高產量。這系統領導業界的解析度和掃描速率，能改善對EUV和High-NA EUV微影和蝕刻製程的控制，協助晶片製造商加速製程開發，並最大化大量製造的良率。
VeritySEM 10系統也被晶片製造商應用於3D設計中的關鍵尺寸量測，包括閘極全環 （Gate-All-Around, GAA） 邏輯電晶體和3D NAND記憶體，該系統的背向散射電子 （back-scattered electrons） 能夠對深層結構產生高解析度影像。在GAA晶片的應用中，VeritySEM 10用來量測和描述高度影響電晶體效能的選擇性磊晶 （selective epitaxy） 製程。而在3D NAND記憶體方面，這系統提供的廣大視野和高聚焦深度，能量測整個階梯 （staircase） 的內連結構並協助調整蝕刻製程配方。
「VeritySEM 10系統是CD-SEM技術的突破性發展，解決了重大技術轉折點所帶來的量測挑戰，而這些技術將在未來幾年形塑產業的新風貌。」應用材料公司影像與製程控制集團副總裁基思．威爾斯 （Keith Wells） 表示，「本系統結合了低衝擊能量、高解析度和更快的成像速度等獨特能力，能促進High-NA EUV、閘極全環電晶體和高密度3D NAND的快速發展。」
VeritySEM 10系統已獲得一流邏輯和記憶體客戶強烈的商業化興趣，過去一年中已交付30多套系統。數家客戶已選擇這系統作為GAA電晶體的已驗證開發機台；而所有領先的3D NAND客戶都選擇該系統作為已驗證的開發和製程設備，且多家DRAM客戶將該系統選為已驗證製程設備。