用于代工厂测试片上新兴技术后段工艺集成的电子束光刻虚拟填充技术

《IEEE Transactions on Electron Devices》：Electron Beam Lithography for Back-End-of-Line Integration of Emerging Technology on Foundry Coupons With Dummy Fill

　　

摘要：

在130 nm节点及更小制程的代工厂工艺中，在介质中插入虚拟金属特征会在代工厂测试版上的电子束光刻（EBL）对准中引入误差。这是因为虚拟填充（DF）金属产生的电子背散射降低了电子束边缘检测的准确性。本文展示了一种校正边缘检测误差并启用对准标记（AMs）的工艺，该工艺能够抑制来自虚拟金属特征的背散射。随后，该工艺被用于在40 nm节点代工厂测试版的后端（BEOL）集成亚微米铁电存储器，并成功对准至最小尺寸为40×40 nm²的代工厂通孔。通过对亚微米W/锆铪氧化物（HZO）/W铁电电容器（FeCap）阵列进行极化-电压、电容-电压和电流-电压测量，来表征重复性与再现性。扫描电子显微镜显示，亚微米FeCaps与代工厂金属M4通孔连接清晰。极化开关（SW）的脉冲测量结果与SPICE仿真吻合良好，并证明了1T1C晶体管-电容器存储器的功能性。在1T1C存储器中，针对尺寸小至(0.8)2 μm²的FeCaps测量了极化SW。