【技术实现步骤摘要】
本专利技术的
是集成电路的物理测量。
技术介绍
为了监控和调试器件,超大规模集成电路(VLSI)技术需要芯片临界尺寸(CD)和失效分析(FA)数据的知识。例如,互补金属氧化物半导体(CMOS)多晶硅栅极导体(PC)的临界尺寸和相关的多晶硅隔离层的尺寸对于那些器件通常是重要的。 不幸地是,当前的测量技术具有许多缺点。例如,无破坏性测量技术,如在线扫描电子显微镜(SEM),由于数据在工艺完成之前取得,所以不是重要的临界尺寸的代表。同样,如透射电子显微镜(TEM)的破坏性技术需要用于测量的样品的垂直横截面,该测量工作强度大并且耗费时间。另外,破坏性技术通常只在可能不是整个结构的CD代表的一维上测量。如果适当地展开卷积数据,已经发现的电测量可以作为一种精确的测量技术。然而,可以预期地是,在栅极长度小于50nm时,由于寄生电容,电测量技术将不再精确。 上述技术不允许PC结构的整个范围之上的尺寸数据,PC结构应该允许的探测有在尺寸上的系统变化;如未对准的局部异常;PC窄化或变宽;或如凸起和凹陷的缺陷。另外,SEM数据限于在横截面上,而在平面上略有误差。 除了在PC蚀刻之后,当前的测量技术的另一个缺点是通常不允许在线实施,也不允许在工艺结束时测量。获得在工艺结束时的精确的CD测量越来越重要,因为该测量直接涉及电性能。 由于上述原因,该领域需求测量半导体CD的改良方法。
技术实现思路
本专利技术涉及一种用于测量集成电路结构的方法,该方法通过测量该结构的印记实现,一种用于制备用于上述测量的测试位置的方法,以及由此形成的集成电路。用于制备测试位置的方法 ...
【技术保护点】
一种用于测量设置在衬底(16)上的集成电路结构(12)的底表面(34)的方法,包括以下步骤:(a)从所述衬底上除去所述结构,以在所述衬底的顶表面(32)中暴露印记(30),其中所述印记是所述结构的除去的底表面(34);以及(b)获得所述印记的图像(50),以测量所述结构的除去的底表面。
【技术特征摘要】
中提供的这种特殊技术。另外,上面作为例子的实施例可以变化,用于在制造安装中实施。 在其它情况下,从IC 10除去测试位置26可能是不适当或不利的。在这种情况下,可以在IC 10上就地制备测试位置26,所得的IC包括在衬底16顶表面32中的结构12的除去的底表面34的印记30。测试位置26应该包括在这样的设计中,作为工作中不需要的IC 10的部分,但使用与其它工作的部分一样的制造技术制造。接着,可以使用其它掩膜保护测试位置26不受后段制程(BEOL)的影响。然后,在不除去测试位置26的情况下,可以使用与上述相同的受控HF酸提供用于测量的结构12的除去。按照这种方式,在测试位置26中除去结构12应该对IC 10的其它部分24的工作是无害的。以这种方式,可以在不毁坏IC 10的情况下在线测量IC10的结构12。 一旦暴露了印记30,可以通过测量印记30测量结构12的底表面34。如图2所示,在一个实施例中,可以通过使用原子力显微镜(AFM)40扫描获得印记30的三维图像,来提供测量。在一个实施例中,AFM 40是实现获得三维图像的一维AFM。AFM是包括耦合到探针42的传感器截面44和数据处理器截面46的扫描探针显微镜的公知类型。如本领域的技术人员所公知,AFM形成了高分辨率的三维图像。使用AFM 40的测量可以包括如在公知线性尺寸上测量结构的先前步骤,例如,NIST可追踪标准(例如,斜度(pitch)控制栅格),以在使用之前校准AFM 40。另外,可以在使用之后进行公知线性尺寸的测量,以确保探针42未被破坏,或者AFM40驱动控制机械装置(未示出)在使用期间没有偏移。在一个实施例中,使用未使用的探针42进行实际测量。 图3示出了作为例子的测试位置26的三维图像50。如例中所示,通过在局部透视图上提供点光和旋转,图像50被数字化修改以更好地显示立体图。图像50示出了包括FET 14(图1)的底表面34的印记30的形貌,FET 14包括栅极导体18、隔离层20和源极-漏极区22。基于该数据,可以确定例如栅极长度和隔离层宽度的尺寸。 图4A-4C示出了由AFM 40处理软件和显示数据分析提供的图形用户界面(GUIs)58。图4A示出了在线测试(“ILT”)多晶CD切口结构;图4B示出了在相同裸芯上的栅极阵列中的多晶栅极线的印记;图4C示出了在切口性能电路上的多晶栅极线的印记。常规AFM 40处理软件允许数据分析和尺寸计算。例如,图4A-4C中的每一个包括截面分析区62,其中提供了图像的截面图像64(左下角)。每个截面图像64经过测定示出了图像50(图1)的截面,并允许测试窗口63的选择性布置。横截面图像区65(左上角)包括与测试窗口63左-右端匹配的指示箭头60(向下的箭头)。AFM 40软件能够按许多统计学方法例如平均计算出测试窗口63内例如指示箭头60之间的尺寸。因此,测得的尺寸可以在二维区域上确定,它是比仅为一维的横截面简单图像更精确的功能器件的图像。测量结果在每个GUI 58的右面示出。在图4A中,栅极18(图1)长度被报告为89.074nm+/-4nm;在图4B中,该长度被报告为93.614nm+/-4nm;而在图4C中,该长度被报告为91.421nm+/-4nm。各种其它数据报告,如图所示,和统计学计算都容易通过例如数字仪器图像处理软件V5.12R2的常规软件提供。 除实际尺寸之外,图像50(图3)也允许如不规则和/或光刻未对准的缺陷的探测。缺陷可以通过尺寸分析并直观地确定。根据后面的技术,图4A-4C中的每一个也包括经过回顾示出了图像50(图3)的一部分的截面图像区64。参考图4B,虽然图像区64中的曲线是有意提供的,但明显的是,在图像区64中可以容易地直观地探测到缺陷。此外,在某些情况下,可以在图像50(图3)中探测到缺陷。例如,在图像50中圆形的区域70表示未对准接触。 用于测量IC结构的上述方法,用于制备测试位置的方法,以及由此形成的IC,允许精确测量/探测例如多晶硅线边缘粗糙度(LER)、场效应晶...
【专利技术属性】
技术研发人员:GW小班克,A迪林,PV卡祖巴,L莫什科维奇,J罗伯特,JA斯林克曼,
申请(专利权)人:国际商业机器公司,
类型:发明
国别省市:US[美国]
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