Metrología un desafió en la industria del semiconductor a...
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Metrología un desafió en la industria del semiconductor a la frontera del
micro et nano mundo Dr. Carlos Beitia, Ingeniero de aplicaciones, División de capas finas y superficies (FAST), KLA-Tencor
Corp. 38240 Meylan, FRANCE
Hoy en día la densidad de componentes electrónicos en los circuitos integrados (CI) ha
progresado enormemente. Por ejemplo, los últimos procesadores de AMD a doble núcleo “Opteron”
contiene en un CI de 199 mm2 unos 233 millones de transistores o sea aproximadamente un millón
de transistores en un mm2. ¡ La dimensión típica de estos transistores es del orden de 90 nm ! [1-2].
Es bajo este contexto que se toma real medida de las dificultades, desafíos y necesidades de la
metrología necesaria para caracterizar, integrar y producir estos dispositivos electrónicos así como
los materiales necesarios para su desarrollo.
El aspecto predominante de la problemática es la escala del objeto de mesura. El hecho de
tener que medir características físicas de objetos submicroscópicos o nanoscópicos juega un papel
importante en la diferencia de metodología utilizada. La variabilidad global de la medida puede
depender del modelo pero también puede depender de la interacción entre la sonda y el objeto de
medida [3].
Para entender el contexto en que evoluciona la metrología en la industria del semiconductor
se debe primero recordar a grandes rasgo las diferentes etapas de desarrollo, integración y
producción de un CI. Se ilustrara con ejemplos las diferentes necesidades dependiendo de la etapa
de producción.
A continuación trataremos de ilustrar aplicaciones de metrología con dos casos tipos de
medidas en diferentes módulos de producción y etapas de desarrollo en fabricación de dispositivos
microelectrónicos. Las técnicas presentadas serán:
La ellipsometría que esta basada en el cambio de polarización de la luz durante la reflexión
en una superficie [4]. Esta técnica óptica tienes las ventajas de ser rápida y presentar la posibilidad
de estudios in-situ y en tiempo real. Sin embargo presenta límites al nivel de la modelisación y la
sensibilidad en el caso de capas muy finas como las puertas lógicas. En este caso los contaminantes
orgánicos puede ser un real problema.
La caracterización sin contacto de Corona Oxido-Semiconductor (COS) [5] es una técnica
alternativa menos conocida y relativamente nueva en la industria. Esta se basa en una medida de
capacitancia al depositar cargas (Corona) sobre capas dieléctricas depositadas en un semiconductor.
La COS presenta la ventaja de medir directamente el “espesor eléctrico” de las capas aislantes y
permite el estudio de la estructura electrónica de la interfaces. Su desaventaja radica en la
complejidad para obtener información útil para el proceso. Otro problema fundamental son las
corrientes de fuga debido a efecto túnel al nivel de la interfase
En resumen la metrología en el medio de los semiconductores presenta una problemática
dinámica conducida por el proceso de miniaturización e integración de los dispositivos electrónicos
en un CI. Es una área de trabajo en constante evolución y plena de desafió para los físico de la
industria.
[1] 90nm & 65nm CMOS Technology Workshop, Arun Chatterjee, Junio 2005 France KLA-Tencor
Corporation.
[2] Multicore-The next evolution in computing, AMD-website
[3] Metrology for Emerging Research Material and Devices, Garner et al, 2007 International Conference on
Frontiers of Characterization and Metrology for Nanoelectronics, March 27-29, 2007 NIST
Gaithersburg,MD
[4] Spectroscopy Ellipsometry and Reflectometry: A user Guide, Harland. G. Tompkins and William A.
McGahan, 1999, Wyley & Sons
[5] Contacless Surface Charge Semiconductor Characterisation, D.K. Schroeder, Material Science and
Engineering, B91-92, 2002, 196-210.
II Congreso Nacional de Física 30 de julio al 3 de agosto de 2007
Universidad de Panamá
La FLa Fíísica para el desarrollo cientsica para el desarrollo cientíífico y tecnolfico y tecnolóógico de la gico de la Sociedad panameSociedad panameññaa
Metrologia en la industria del Semiconductor a la frontera del micro
y nano mundoCarlos Beitia
AgendaTendencia en el mercado de CI: Exigencias en metrologia para el control de proceso en los nodos tecnológicos actuales (90-65 nm) y futuros (45, 32 nm e inferiores). ITRS (International Technology Roadmap for semiconductor)
Metrologia en el contexto industrial del semiconductor
Cambio de paradigma en la metrologia industrial inducida por la escala del objeto de medida y la necesidad de alto rendimiento y volumen
Metrologia de Control de CalidadMetrologia de Caracterización y análisis
Ellipsometría una técnica bien conocida desde el inicio de la industria de semiconductores, sus limites y sus posibilidades en el contexto actual
Caracterización sin contacto por Corona Oxide Semiconductor, una técnica relativamente nueva sus limites y sus posibilidades
Conclusión
Tendencia en el mercado de CI
Tendencia en el mercado de la industria del semiconductor cualesson los factores conductores y en que dirección ?
Fuente reporte del ITRS 2005-2006
Diversificación-multifuncionalidad
Miniaturización
o La economía de la industria del semi-conductor conlleva una diversificación de clientes y con ella de productos
o Industria de competitividad y actividad muyDinámica. Ciclos tecnológicos cortos
o La aumentación de productos conlleva a una diversificación de tecnologías utilizada y reglas de diseños
� El desarrollo del mercado nos lleva a mas funciones, mas integración, mas miniaturización
Sistemas e paquetesSistemas en CIDiversas reglas de diseños y arquitectura de CI
� Al final se resume en :
La economía de la Industria del Semiconductor : Factor conductor de la metrologia ?
Unidad de Área de Si Unidad de Área de Si
[ Valor Dispositivo ($) – Costo Dispositivo ($) ]
Valor del dispositivo/cm2 Rendimiento y funcionalidades
(Metrologia de Investigación y Desarrollo)
Costo del Dispositivo/cm2 Control y conocimiento del rendimiento de fabricación (Metrologia de Control)
La economía de la Industria del Semiconductor : Factor conductor de la metrologia ?
� El rendimiento� El desarrollo e integración de nuevas
funcionalidades � La rapidez de aprendizaje
Unidad de Área de Si
[ Valor Dispositivo ($) – Costo Dispositivo ($) ]
El rendimiento de dispositivos cargados de funcionalidades (SIP y SOC) por
“Wafer” fabricado es la clave del éxito enla industria del semiconductor
90nm&65nm CMOS Technology Workshop, Arun Chatterjee, KLA-Tencor Corp.
Metrologia en el contexto industrial del semiconductor
Metrologia en el contexto industrial del SemiconductorMiniaturización de los dispositivos
Micro nano
Performance y funcionalidades
Por área
Reducción del costo Del CI
Motores del Desarrollo
Problemas Problemas de potencia
disipada y Problemas de performance
Alta contribución en el Rendimiento de
problemas de ejecución
Costo elevado de FAB y de produccion, Costo
elevado de FAB de Desarrollo
Posibles soluciones
Nodos tecnológicos< 90 nm
Nuevos materialesNuevos diseños de CINuevos DispositivosNuevas magnitudes físicas
Nuevo paradigma ?Mejore equipos de detección de defectos ?
Conversión a 300 mm ?FAB alianzasRelocalizacion a países a bajo costo (Asia)
Miniaturización tradicional no es mas valida ! Miniaturización equivalente !!
La economía de la Industria del Semiconductor : Factor conductor de la metrologia ?
� Metrologia un utensilio indispensable para el control rendimiento y desarrollo de la producción de dispositivos mas complejos
� Los actores industriales son concientes : Crecimiento en la inversión de herramientas para aprendizaje del rendimiento
Projected Market Size 2004 (B $) 2009 (B $)Dispositivos Semiconductores 175 250
Equipo Semiconductor 30 50(% Dispositivos Semiconductores) 17,1% 20,0%
Proces Control Equipment 5 9(% de Equipos Semiconductor) 16,7% 18,0%
Fuente: VLIS Research, Aug, 2004
METROLOGIA Mejorar el rendimiento
Acelerar el aprendizaje del rendimiento
RENDIMIENTO
Fabricación de Wafer with CI= Wafers Out / # Wafers In
Rendimiento de CI en Wafer=# CI funcionando OK / # CI en el Wafers
Rendimiento de empaquetado de CI=# CI empaquetado OK / # CI al inicio del
empaquetamiento
90nm&65nm CMOS Technology Workshop, Arun Chatterjee, KLA-Tencor Corp.
Cambio de paradigma: Metrologia de Control de proceso
Industria del semiconductor: Que metrologia ?
Metrologia de Caracterización y análisis (Investigación y Desarrollo)
Excelente o buena ExactitudRapidez no es necesariaVersátil y flexible
Producción Piloto Producción de alto
volumen
Concepción y Diseño de el CI
Fabricación y prueba de prototipo
Definición del proceso
Industrial
Deposición de capas de
materiales
Impresión de foto-mascara
Dopaje y tratamientos
térmicos
Metalización
Investigación y Desarrollo Corte y empaque
Corte de CI y empacado
Metrologia de Control (Desarrollo o transferencia de tecnología y Producción)
Aceptable ExactitudRapidezIntegrada ??Excelente “matching”
En ciertos casos una mezcla resultado de un compromiso de requisitos
La Industria del Semiconductor : Metrologia de controlFuentes de variabilidad en la metrologia:
Exactitud: Que tan lejos estamos de la valor “REAL”Comparación con patrones calibrados
Precisión: Variabilidad del instrumento y de la interacción instrumento-muestraMedidas sobre una muestra en un mismo punto
Repetabilidad: Variabilidad del proceso de medida y/o del factores del ambiente local Medidas sobre una muestra (diferentes personas, diferente horas)
Estabilidad: Variabilidad de la fabrica (proceso, equipos, materiales, ambiente) a largo plazoMedidas de una muestra en un periodo de tiempo largo (semana-meses) o medida de diferentes muestras producidas en un periodo de tiempo largo (semana-meses)
Matching: Variabilidad entre equipos de medidas, técnicas de medidasMedida de una misma muestra en dos equipos diferentes usando la misma técnica, medida de una muestra en diferentes fabricas …
Oded Tal, Improving process yield by utilizing smart SPC rules2003 International conference on compound Semiconductor manufacturing
La economía de la Industria del Semiconductor : Metrologia de control
Estrategia global de metrologia de PRODUCCION para controlar un proceso
Equipo Proceso A
Medida Proceso A
Equipo de medida (Óptico, TEM – SEM …)Mapa de medida (5 pt, 49 pts ..)Tamaño de la muestra (1-2 o todos lo Wafer)
COSTO (Tiempo !!)
Medida OK ?
Control Equipo de Medida SPC
Equipo Proceso B
Equipo OK ?Proceso no conforme !!Waferrecuperable ?
Perdida Wafer(COSTO) !!
Intervención sobre Equipo de medida
COSTO (tiempo) !!
Equipo ProcesoOK ?
Control Equipo Proceso A
Equipo Medida
Intervención sobre Equipo de medida
COSTO (tiempo) !!
La economía de la Industria del Semiconductor : Metrologia de controlCAMBIO !!! Motivado por la reducción de costo y mayor rendimiento :Estrategia global de metrologia de PRODUCCION para controlar un proceso
Equipo Proceso A
Medida Proceso A
Equipo de medida (Óptico, TEM – SEM …) Mapa de medida (5 pt, 49 pts ..) Tamaño de la muestra (1-2 o todos lo Wafer)
Muestreo Dinámico !!! Gana Tiempo –# Equipo $$$$
Medida OK ?
Control Equipo de Medida SPC
Equipo Proceso B
Equipo OK ?Proceso no conforme !!Waferrecuperable ?
Perdida Wafer(COSTO) !! $$
Intervención sobre Equipo de medida COSTO (tiempo) !!$$
Equipo ProcesoOK ?
Control Equipo Proceso A
Control Equipos Proceso y medida. FDC (Fault Detection and Classification) Tiempo Real ! $$$$
Equipo Medida
La economía de la Industria del Semiconductor : Metrologia de control
CAMBIO !!! Motivado por la reducción de costo y mayor rendimiento :Nuevo Paradigma !! Posible ??
Fuente : Virtual Metrology and Your Technology Watch List: Ten Things You Should Know About This Emerging Technology(1/9/2007) Future Fab Intl. Volume 22By Alan Weber, Alan Weber and Associates
Cambio de paradigma: Metrologia de Caracterización
La economía de la Industria del Semiconductor : Metrologia de caracterización y análisis
CAMBIO !!! Motivado por el cambio de miniaturización. Nuevos materiales, nuevas propiedades nuevas exigencias
Voltage Tunnel & Delta VtEOT (Puerta)Trampas de interface Dit
Voltage Tunnel & Delta Vt Corriente de Fuga JlkEOT (Puerta) % Metal en PuertaTrampas de interface Dit % Hf en Puerta
EOT (Puerta) Corriente de Fuga Jlk % O en Puerta Trampas de interface Dit % Hf en Puerta % N en PuertaCorriente de Fuga Jlk % O en Puerta % Ge, B e C en SiGe
Trampas de interface Dit % O en Puerta % N en Puerta Forma del dispositivoCorriente de Fuga Jlk % N en Puerta % Ge, B e C en SiGe Structura de Defectos% O en Puerta % Ge en SiGe Forma del dispositivo Revision de Defectos% N en Puerta Forma del dispositivo Structura de Defectos Estructura del FINFET% Ge en SiGe Structura de Defectos Revision de Defectos Inspeccion FINFETStructura de Defectos Revision de Defectos FUSI (NiSi) contactos FUSI (NiSi) contactosRevision de Defectos Stress local Stress local Stress localPuerta SiON valor de k Puerta SiON valor de k Puerta SiON valor de k Puerta SiON valor de kParametros Stress-Si Parametros Stress-Si Parametros Stress-Si Parametros Stress-Si
Revision de Defectos Parametros SOI Parametros SOI Parametros SOI Parametros SOIConstante Dielectrica k ILD ILD k ILD k ILD k ILD kEspesor de los materiales Espesor de los materiales Espesor de los materiales Espesor de los materiales Espesor de los materialesTalla de dispositivo Talla de dispositivo Talla de dispositivo Talla de dispositivo Talla de dispositivoTalla y tipo de Defecto Talla y tipo de Defecto Talla y tipo de Defecto Talla y tipo de Defecto Talla y tipo de Defecto
Micro
Nano
Miniaturización tradicional Miniaturización Equivalente Mas allá del CMOS - nano
Tendencias y necesidades de la industria del semiconductor� El contexto económico impone bajo costos y mas funcionalidades� Miniaturización e integración mas complicadas� Mas parámetros de control de procesos y un control mas estricto
Parámetro de proceso
Talla característica del dispositivo
Eléctrico
Elemental
Estructural
Físico
Electricos
ElectricosElementales
ElectricosElementales
Electricos Elementales Estructurales
Elementales EstructuralesEstructurales
FisicoEstructurales Fisico
FisicoFisico
EstructuralesFisicos
Regla de Diseño >= 130 nm Regla de Diseño <= 130 nm
- Materiales « simples »-- # Parámetros de control reducidos -- Metrologia Clásica-- Análisis de Rendimiento Clásicos
-- Materiales «complejos-exóticos»-- # Parámetros de control en constante aumentación- Metrologia Innovarte- Análisis de rendimiento innovarte
La economía de la Industria del Semiconductor : Metrologia de caracterización y análisis
CAMBIO !!! Motivado por el cambio de miniaturización. 0,130 micrón debajo de 0,09 micrón (90 nm y mas)
Metrologia (propiedades locales sobre objetos nanométricos)Estructurales y morfológicosEstequiometría y análisis elemental de capas finas Interfaces
Corriente de fugaAnálisis elemental de la interfaseEspesor (~ 2 nm)Nuevos materiales
Estructura y talla critica de la puerta lógica (~ 90 – 32 nm)
Rugosidad de las paredes de la puerta lógica
Stress mecánico del canal de conducción 3D(~ 90 – 32 nm)
Fluctuación del dopajeDensidad y perfil 3D del dopaje Resistividad Fuente
Drenador
Defectos cristalográfico del Canal de conducción
La Elipsometría
La economía de la Industria del Semiconductor : Metrologia de caracterización y análisisElipsometría principio
BUENOSin contacto, “no destructiva”Rápida ‘tiempo real’Posibilidades “in situ”
MALOTalla de la sonda (~ 50 micrón en equipos de producción)Necesita modelisaciónLa complejidad del modelo se acentúa con la disminución del espesor (y la preponderancia de superficie e interfaces)
R
R
p
s
tanΨ∆e iR
R
p
s= =
∆e ixs
p
xS’
P’
Polarizadorgirando
Analizador
Monocromador
La economía de la Industria del Semiconductor : Metrologia de caracterización y análisis
Elipsometría principio de modelisación y ajuste para la obtención de la medida
Resultados de la Medida :
Tan Ψ(λ)
Cos ∆(λ)
Modelo óptico Calculo :
Estructura de las capa finas (bicapa, rugosa, gradiente ... ?
Modelo nk
Tan teórico Ψ(λ) = f (n, k – structura)
Cos teórico ∆(λ) = f (n, k – structura)
Algoritmo de Ajuste :
Tan teórico Ψ(λ) Tan Ψ(λ)
Cos teórico ∆(λ) Cos ∆(λ)
Resultado de la medida :
n, k – porosidad u otro parámetro del modelo …
La economía de la Industria del Semiconductor : Metrologia de caracterización y análisis
Elipsometría Problemas debido a la miniaturización !! Oxido aislante de la puerta lógica 2-3 nm !!
Señal es tan débil que la señal proveniente de especies moleculares depositadas o absorbidas en la superficie influencia la medida
25 50 75 100 125 150 175 200tim e
20.5
21
21.5
22
22.5
23
23.5
24
24.5Thickness AM Cgrowth
25 50 75 100 125 150 175 200tim e
20.5
21
21.5
22
22.5
23
23.5
24
24.5Thickness AM Cgrowth
TheoryT = Tox + A*[1-B/Exp(C*time)]
Where the parameters A, B and C are:
Oxido de Puerta Logica
2121,5
2222,5
2323,5
2424,5
2525,5
5-mars
-0310
-mar
s-03
15-m
ars-0
320
-mar
s-03
25-m
ars-0
330
-mar
s-03
4-avr-
039-a
vr-03
14-av
r-03
19-av
r-03
24-av
r-03
29-av
r-03
Dia y tiempo
Espe
sor (
A)
W IDWo ID
(1 ) a dk N ktθ θ θ∂
= − −∂
B = ka/(ka + kd)C= ka + kd
A=<r> apparent equilibrium thickness
Solución KLA-TencorTM
Desorbcion por Calentamiento local AccuFilmTM
Tiempo
La economía de la Industria del Semiconductor : Metrologia de caracterización y análisis
Elipsometría Problemas debido a la miniaturización !! Nuevo materiales Nuevas posibilidades
Estructura de absorción por debajo del Gap Óptico !!
Indican defectos en la banda prohibida !
Posibilidad de utilizar de manera indirecta SE para caracterización eléctrica ?
Mas y mas modelisación !
HfO2
Carbón Amorfo :H
Gap Óptico !! Cambia !!
SP2/SP3 cambia
Transición grafítica ?
Metal - Conductor
ε = ε1 + i ε2ε = n2 - k2 – 2 i nk
and ε2 α f (E, Eo, Eg,)
Smith, J. App. Phys. Vol.55No2, Feb 1994
La economía de la Industria del Semiconductor : Metrologia de caracterización y análisis
CAMBIO !!! Motivado por el cambio de miniaturización. 0,130 micrón debajo de 0,09 micrón (90 nm y mas)Metrologia alcanza sus limites ejemplo : Reducción de la capa de SOI en los transistores
Influencia en lafunción dieléctrica
Red shift StressBlue Shift %Ge
Intensidad % PCristalinidad Sin efecto
-Necesita controlar mejor Concentración %Ge, % P; « Estrés » local
Mejor caracterización y calculo de Dispersión dieléctrica a la escala « nano »
Cambio !!! MULTIPLES TECNICAS Y MODELISACION !!!
Metrology for nanoelectronic, Alain C. Diebold, Frontiers of Characterization and Metrology for Nanoelectronics , NIST conference, Gaithesburg Maryland, March 2007
Caracterización sin Contacto Corona Oxido Semiconductor
La economía de la Industria del Semiconductor : Metrologia de caracterización y análisis
Caracterización Corona Oxido Semiconductor
Principio
BUENOSin contacto, “no destructiva”Eléctrica !!Versátil (Carga, SPV, Contaminación, Corriente de fuga etc.)
MALOUn poco lenta !No es posible en wafer con impresos (con CI)Eliminación de la carga !
Corona Bias,Q
P SILICON
OXIDE
+8kV
CoronaSource,CO3
-, H3O+
- -+ +
SPV
Surface Photovoltage,SPV
LIGHT
Kelvin Probe,Vsurf
Kelvin ProbeElectronics
Mechanical Oscillator
Vsurf
Transient Detection
Apply Qcorona BiasMeasure each ∆Q
1. 2. 3.
Measure Vs (=Vox+ψ)Probe vibration drives
AC current:
Stop vibration, flash light,and measure SPV:
4. Repeat
I = Vs
- Vkp
dCdt
⎛⎝⎜
⎞⎠⎟
I Cddt
≈ψ
Corona Bias,Q
P SILICON
OXIDE
+8kV
CoronaSource,CO3
-, H3O+
- -+ +
SPV
Surface Photovoltage,SPV
LIGHT
Kelvin Probe,Vsurf
Kelvin ProbeElectronics
Mechanical Oscillator
VsurfVsurf
Transient Detection
Apply Qcorona BiasMeasure each ∆Q
1. 2. 3.
Measure Vs (=Vox+ψ)Probe vibration drives
AC current:
Stop vibration, flash light,and measure SPV:
4. Repeat
I = Vs
- Vkp
dCdt
⎛⎝⎜
⎞⎠⎟
I Cddt
≈ψ
QuantoxTM es la solucion COS de KLA-TENCORTM
La economía de la Industria del Semiconductor : Metrologia de caracterización y análisis
Caracterización Corona Oxido Semiconductor PrincipioAl cargar la superficie y medir Vs y SPV sondeamos la banda prohibida del material
-Vsi = SPV
Qsurface
AccumulationFlatband
Depletion
Inversion-------
++ ++ ++ ++ +
++
-------
++++++++
-------
Vsi=ψ-
+
+
≈ -0.5V
≈ +0.1V
La economía de la Industria del Semiconductor : Metrologia de caracterización y análisisCaracterización Corona Oxido Semiconductor Principio
-5.0
-3.0
-1.0
1.0
3.0
-2.0E-07 0.0E+00 2.0E-07
Applied Q Bias (C/cm2)
Surf
ace
Volta
ge, V
surf
(V)
-0.6
-0.4
-0.2
0
0.2
Surface PhotoVoltage, SPV (V)
SPV-Q
V-Q
Qtot: Total oxide charge @ flatband:
Q Qtot biasInitial SPV
SPV
= −=
∑0
Dit1q
dQd
dQd= −
⎡
⎣⎢⎢
⎤
⎦⎥⎥Ψ Ψ( ) ( ).meas theory
Dit: Q-V ‘stretch-out’in depletion:
Tox: Q-V slopein accumulation:
TdVdQox oxide
ox
bias= ε
Vfb: Surface Voltage @ flatbandV Vfb s SPV
== 0
Ultra-thin Gate thickness In-Line monitoring: Correlation of thickness value extracted fromQuantox COS and MOS capacitor characteristics, Kwame N. Eason et al, Semiconductor international, 3/1/2003 QuantoxTM es la solucion COS de KLA-TENCORTM
La economía de la Industria del Semiconductor : Metrologia de caracterización y análisisCaracterización Corona Oxido Semiconductor Oxido de puerta lógica
Menos dependiente de contaminación Orgánica ambiental AMC !!
4 nm !!
Menos dependiente de contaminación Orgánica ambiental AMC !!
Mide EOT !! Para los nuevos materiales
Combinada con óptica Valor de kCaracterización de nuevos materiales interconectores SiOCH y materiales porosos !
38
40
42
44
46
48
0 500 1000 1500 2000Time (min)
Wafers removed from furnace at t=0
T ox (
Å)
Tox (Quantox)
Tox (Optical)
Tox Medido con Corona
Ultra-thin Gate thickness In-Line monitoring: Correlation of thickness value extracted fromQuantox COS and MOS capacitor characteristics, Kwame N. Eason et al, Semiconductor international, 3/1/2003
La economía de la Industria del Semiconductor : Metrologia de caracterización y análisis
Sensibilidad y posibilidad de medir corrientes de fuga !!Puerta lógicas
Efecto Túnel directoDisminución de la barrera (FN)SILK
Capas dieléctricas Interconectares e ínter niveles
Quantox measures capacitanceOptical SE measures film thickness
EOTT
K optical9.3=−−− −
SEQuantox
Τ opticalC Quantox
−−− −SEQuantox
−−− −SEQuantox
Τ opticalC Quantox
Que mecanismo de conducción en los materiales a bajo k para los interconectores e interniveles ?Modelisación – experimentos Mecanismo Poole Frenckel o una combinación con SILK (stress induced leakage)
Material a baja constante dielectrica
Hysteresis Loop
-0,7
-0,6
-0,5
-0,4
-0,3
-0,2
-0,1
0
0,1
-2,50E-06 -2,00E-06 -1,50E-06 -1,00E-06 -5,00E-07 0,00E+00 5,00E-07 1,00E-06
Charges Deposited (Coul/cm2)
SPV
(V)
SPV1-UV curedSPV1-e-BeamSPV1-SiN
Distintos materiales, Distinta trampas !
Distinta hysteresis !!
Caracterización sin contacto Corona Oxido Semiconductor COS Corrientes de fuga
Conclusiones
� La tendencia económica del mercado en funcionalidades, ejecución y producción de alto volumen exigen un cambio en la miniaturización de CI, Nuevos materiales nuevos diseños y nuevas propiedades
� La metrologia es Necesaria para poder cumplir con estos nuevos requisitos !!
� La metrologia de control cambiara de modelo !
� La metrologia de caracterización presenta limites y retos debido a las nuevas propiedades (stress, corrientes de fuga, composición elemental) que entran en juego en los nuevos materiales introducidos (high k, low k, strained) !
� La elipsometría es una técnica que aun tiene futuro pero se basara mas y mas en la modelisación y calculo
� Caracterización Corona Oxido Semiconductor es una técnica con futuro y potencial de desarrollo pero el contexto económico decidirá su forma y nivel de adopción en el futuro