
负责度量的半导体制造工程师总是要不断地确定他的设备—不管是
原子力显微镜(
AFM)、
SEM还是其它设备—是否被正确校准。这就需要更可靠、可追踪的
线宽标准,但这并不总是容易做到的。
NIST半导体电子部门的Michael Cresswell领导的研究小组和其他来自电子和电气工程、信息技术以及制造工程实验室的同事们一起,与Sematech合作开发了新一代的典型单晶CD参考材料。每个这样的参考源都设置在一安装在200mm硅片盒上的10 × 11 mm硅测试片上。在Sandia National Labs的建议和帮助下,研究小组采用MEMS技术、把腐蚀共同的晶面类型应用于两种芯片的制造技术中去,选择的参考材料线条为隔离线的形式,硅片盒本身也是这样。
当前的工作是基于2004年他们提出的7±14 nm最小线宽的样品结果。通过化学药品的改进和更精密的控制,二次分布已把线宽校准到40±2nm。2005年,SPIE Microlithography公布了摘要报告,研究小组在NIST的资助下做了更进一步的研究。这次的目标是制造出<40 nm的线宽,误差降到1nm。这希望通过参考线条刻蚀化学
药品的扩展研究来完成。此项工作很严格,因为要制作一个和最新应用有关的足够窄的线宽标准,要求制作线条必须很好地限定线宽。可用的标准不能超过线边缘粗糙度,否则线宽的概念就失去了意义。侧壁必须足够平整,对于限定线宽使用的参考线条的截面尺寸更清晰,沿着参考线条的全部长度确定限定尺寸。

对研究人员来说一直存在的主要问题是,未来的用户不偏爱早期交付使用的芯片/硅片盒形式。工程师们明显偏爱把参考线条单片成型进整个晶圆中。尽管适用的200mm起始材料在特殊方向上很难得到,需要制造出具有必要的参考线条的垂直侧壁,Sematech仍为研究者在最新标线方面提供了真正的帮助,用于193nm步进—重复光刻设备在200mm测试晶圆上成型。预计会得到比以前更窄的线宽。
Sematech 193 nm设备的标线,也是
光学CD栅。只为了独特的校准目的,这些将被光学CD设备的制造商和用户使用。光栅将有更细的间距,可能是50 nm,比以前用其它光刻设备得到的值好5倍。
虽然第一次公布新标准参考材料—计划在12个月内—将使芯片/硅片盒形式和板上光学CD栅一样,只有隔离线结构用来校准线宽参考目的。一旦完成最终校准,这些标准将可通过NIST的 Standard Reference Material Office,并将在业内使用。
此页有关资金方面对行业提案不合适。当我们需要发展的资源仅由一个有能力超越一些规则的机构生产,并且它不仅需要制定这些标准,还要能表征并提供必需的可追溯性的各种特定技能,这是其中之一。像大多数实际生产有用产品的政府机构一样,NIST力度似显不够。