摘要193nm光刻对缺陷检测技术提出了更高的要求,因为新光刻胶、新光罩和新光刻设备的使用会产生一些影响成品率（yield）的新缺陷。本文介绍了通过高分辨率明场成像技术进行亚波长光学检测,提高缺陷检查分辨率的新方法。一些先进的半导体制造公司很可能会率先应用193nm光刻技术,实现从110nm到65nm的工艺转变。这一变化将给成品率（yield）带来很大的挑战,因为新光刻胶、新光罩和新光刻设备会产生一些影响成品率的新缺陷。因此,对于19
摘要 193nm光刻对缺陷检测技术提出了更高的要求,因为新光刻胶、新光罩和新光刻设备的使用会产生一些影响成品率（yield）的新缺陷。本文介绍了通过高分辨率明场成像技术进行亚波长光学检测,提高缺陷检查分辨率的新方法。
一些先进的半导体制造公司很可能会率先应用193nm光刻技术,实现从1
10nm到65nm的工艺转变。这一变化将给成品率（yield）带来很大的挑战,因为新光刻胶、新光罩和新光刻设备会产生一些影响成品率的新缺陷。因此,对于193nm光刻来说,选择合适的缺陷检测技术是非常重要的。
通常,缺陷检测依赖于高分辨率明场检测设备。但是在提高检测分辨率的同时,明场检测设备面临着检测速度急剧下降的难题。检测速度的下降大大增加了缺陷检测的成本。因此,我们的要求是在降低检测成本的同时能够快速检测到各种缺陷的能力（例如更高的缺陷检查分辨率）。
为了解决这一难题,Negevtech公司与Infineon Technology公司工艺开发小组（
UPD）合作,经过几年的努力,开发和采用了一种新的缺陷检查技术。该技术同时具有明场和暗场入射光源,可以根据需要进行选择。无论采用明场还是暗场入射光源,该技术都能进行明场成像,找到各种缺陷。Infineon的目的是为了评估这一新方法是否能够检测到“光刻胶测试”晶片上的各种缺陷,包括目前的所有工艺和将来的90nm工艺。评估工作的重点是检测到影响成品率的缺陷的比率（capture rate）以及相应的检测速度。
光刻胶测试晶片
随着半导体技术的发展,目前的显影后检查（
ADI,after-development inspection）,遇到了各种各样的挑战。为了解决这一问题,通常采用的办法是用所谓的“光刻胶测试晶片”检查来代替ADI。光刻胶测试晶片是指涂布上特殊pattern光刻胶的晶片,衬底为单晶硅或表面经氧化处理的单晶硅,它可以使ADI检查从产品转移到光刻胶测试晶片上,扩大明场缺陷检查系统的应用范围（图1）。随着测试晶片线宽的减小和分辨率的提高,我们必须不断提高传统检测设备的分辨率才能满足其需求,但是检测速度也越来越慢,成本越来越高。
图1. 亚波长光刻（左）和晶片缺陷检测技术（右）发展趋势图。“光刻胶测试晶片”检测方法的发明可以提高传统光学检测系统的检测分辨率。
光刻胶测试晶片能显著提高缺陷对比度,减小干扰（nuisance）,提高缺陷检测率（capture rate）。例如,采用“
Si/SiO2/光刻胶”测试晶片结构时,我们可以对氧化硅层的厚度进行设计和调整,优化检测波长下的光学反射率。
Infineon从
2001年开始使用光刻胶测试晶片,其目的是对170nm工艺晶片上的“bridge”缺陷进行有效的监测。光刻胶测试晶片的设计与该公司DRAM晶片的结构相吻合,优化后可以增强明场检测反射率。结果显示该检测方法可以明显提高“bridge”检测率。
之后,Infienon将“光刻胶测试晶片”方法推广到1
40nm工艺和
110nm工艺,以及193nm光刻技术的质量认证。现在,Infineon公司所有的200mm和
300mm fab都采用了该方法,用于110nm工艺的生产监控和90nm光刻工艺的开发。
193nm光刻和90nm工艺增加了“光刻胶测试晶片”检查方法的复杂度,例如如何快速检测到表面不突出、对比度差特别小（~
100nm）的“bridge”缺陷。简而言之,缺陷检查系统必须拥有高分辨率和快速明场成像技术,从而显著提高缺陷对比度,检测到更小的缺陷。
