半导体节点:基于拉曼的计量

近年来半导体行业发生了一场革命。常见的，长期的实践涉及增加晶体管密度和性能每瓦特的改进(如摩尔定律和登纳德缩放)开始遇到基本的物理限制。

图片来源:诺瓦测量仪器有限公司

这场危机引发了一波创新，产生了革命性的半导体设计新方法和操作原则，开辟了提高性能的新途径。¹

这种转变的一个核心因素是利用新材料、新化合物和控制材料性能的新方法作为器件设计的一个核心考虑因素。亚博网站下载然而，使用和操作新材料需要适当的可靠的分析和计量技术进行过亚博网站下载程控制。

拉曼光谱是一种流行的技术，已经被广泛认为是在制药和石化行业的高端计量解决方案，非常适合定性和定量分析。²

尽管有这种认识，但是，半导体行业的拉曼光谱的摄取到目前为止主要限于实验室应用。

这种方法采用的每个关键部件有技术进步，例如，高端滤波器，超稳定的激光源和低噪声探测器。这些进步导致该90岁的方法成为一种有前途的灵活的计量技术，适用于高批量半导体制造。

拉曼光谱学

利用拉曼光谱(RS)，可以以非破坏性的方式确定分子和材料的振动结构。亚博网站下载从感兴趣的样品中测量非弹性散射光的能量，便于分析。

拉曼活性物质将表现出一种特亚博网站下载征“指纹”，作为其拉曼光谱的一部分。这种指纹可以用来识别它们，也可以用来研究它们的物理性质。不同的分子结构和晶体相通常导致完全不同的拉曼光谱，便于识别和鉴别。

RS适用于非常多样的材料表征任务，例如，应力/应变测量，残留检测，缺陷，成分和激活掺杂水平。

然而，这种技术不容易适应在线大批量制造(HVM)。RS通常很慢，需要定期校准。它也容易受到环境条件的影响，如温度波动或声学和振动噪声。

使用NOVA ELIPSON™可以有效地缓解这些问题。NOVA ELIPSON™是一种提供快速、超稳定、自校准和全自动rs计量的仪器。

NOVA ELIPSON™用于在线拉曼测量

其核心是NOVA ELIPSON™^4.是一种高规格、在线计量工具。该仪器成功地弥合了实验室计量和fab计量之间的鸿沟，使拉曼光谱技术适用于大批量生产。

这NOVA ELIPSON™结合了许多独特的设计功能，每一个设计都提供精确、灵活的测量能力，可以适应于监测广泛的材料性能，无论在问题涉及研发或HVM的应用。^5.

该平台可以容纳多个激励波长，从UV到可见光。它还提供能够连续监控激光功率和输出波长的诊断。激光器耦合到系统中，使用高精度光纤 - 码头站耦合，这意味着现场维修是快速和简单的。

这种多个波长的组合允许Nova Elipson™产生一系列材料特性的Z敏感性曲线，例如沿着高纵横比几何形状的垂直应变分布，聚Si结晶度和晶粒尺寸。

在进行拉曼测量时，一个值得注意的挑战是散射信号非常微弱。拉曼信号的波长也趋向于特别接近激励激光线，这意味着有效地过滤掉激光线并防止它到达探测器构成了一个重大挑战。

NOVA ELIPSON™是专为解决这些挑战而设计和制造的，为每个激发波长提供广泛的检测范围内的快速拉曼检测。

该工具还被设计为提供无缝、自动、持续校准协议，使其能够满足fab环境的严格精度要求。

如果应用程序需要空间分辨率的测量(如测绘局部区域)，NOVA ELIPSON™可用于亚微米空间分辨率的拉曼显微镜。本地化属性(例如，存储单元的单个区域内的属性)可以被识别，为过程控制提供有价值的光谱信息。

Fab材料计量的未来

FAB在线HVM计量解决方案历史上专注于尺寸表征。随着制亚博网站下载造过程中使用的材料变得更加多样化和复杂，因此需要对它们的性质，材料计量和过程控制进行更细微的控制变得越来越普遍。

这种越来越多样化的应用程序已经产生了同样多样化的计量需求。Nova Elipson™是满足这些需求的理想解决方案，提供快速，灵活，无损，全自动的解决方案。

这NOVA ELIPSON™提供一系列经过验证的高端描述功能，适用于各种不同的用例阵列。这些用例包括逻辑应用，例如，通过晶体管模块有效地描述应力\应变、活性掺杂、成分、缺陷和材料残留识别。

存储器市场还具有类似广泛的应用，例如，表征晶相，诱导的应变，区分非晶，聚结晶或结晶Si和在新出现的记忆材料中的确定相位。亚博网站下载

随着NOVA ELIPSON™进入市场并变得更加普遍，进一步的用例将继续被识别和开发。每个用例和新的细分市场进一步扩展了RS在fab计量中的潜在适用性。

参考文献

1. Lambrechts，W.，Sinha，S.，Abdallah，J.A.，＆Prinsloo，J.（2018）。通过先进的半导体设计和加工技术扩展摩尔定律。CRC压力机。
2. Paudel, A.， Raijada, D.， & rantanten, J.(2015)。拉曼光谱在制药产品设计中的应用。高级给药评论，89,3-20。https://doi.org/10.1016/j.addr.2015.04.003
3. Khatibi，S.，Ostadhassan，M.，＆Aghjanpour，A.（2018）。拉曼光谱：用于评估有机物质拉曼光谱的分析工具：一种评价有机物的分析工具。油，天然气和石化科学，2（1），00007。亚博老虎机网登录https://doi.org/10.30881/jogps.00007
4. NOVA ELIPSON, NOVA， (2021)，https://www.novami.com/nova-product/nova-elipson/，于2021年1月20日通过
5. Schmidt, D.， Cepler, A.， Oren, Y.， & Fishman, D.(2021)。用于堆叠纳米片器件制造的在线拉曼光谱。半导体制造中的计量、检验和过程控制2021年,116111吨)https://doi.org/10.1117/12.2582181

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