國儀量子電鏡在 FinFET 鰭片 CD 臨界尺寸測量的應用報告

一、背景介紹

在半導體芯片制造領域，隨著摩爾定律的不斷演進，芯片制程工藝持續向更小的特征尺寸發展。FinFET（鰭式場效應晶體管）技術作為一種突破性的晶體管架構，已成為實現芯片高性能、低功耗的關鍵技術之一。FinFET 通過在硅襯底上生長出垂直的鰭片結構，顯著增加了溝道表面積，有效提升了晶體管的開關速度和電流驅動能力，降低了漏電功耗。

鰭片的 CD（Critical Dimension，臨界尺寸），即鰭片的寬度，是 FinFET 器件性能的關鍵參數。精確控制鰭片 CD 對于優化晶體管性能、提高芯片集成度和良率至關重要。若鰭片 CD 尺寸偏差過大，會導致晶體管的電學性能不一致，如閾值電壓漂移、跨導變化等，進而影響芯片的整體性能和可靠性。在先進制程工藝中，如 7nm、5nm 甚至更先進的節點，鰭片 CD 已縮小至幾納米到幾十納米的尺度，對測量精度提出了極高的要求。鰭片 CD 受光刻、刻蝕等多種復雜制造工藝參數的綜合影響。因此，精準測量 FinFET 鰭片 CD 臨界尺寸，對優化芯片制造工藝、推動半導體技術發展具有重要意義。

二、電鏡應用能力

（一）微觀結構成像

國儀量子 SEM3200 電鏡具備高分辨率成像能力，能夠清晰呈現 FinFET 鰭片的微觀結構。可精確觀察到鰭片的形狀，判斷其是否為規則的矩形或存在變形；呈現鰭片的邊緣特征，確定是否有鋸齒狀、圓角等情況。通過對微觀結構的細致成像，為準確測量鰭片 CD 提供清晰的圖像基礎。例如，清晰的鰭片邊緣成像有助于確定測量 CD 的準確位置。

（二）CD 尺寸精確測量

借助 SEM3200 配套的高精度圖像分析軟件，能夠對 FinFET 鰭片的 CD 尺寸進行精確測量。在圖像上選取合適的測量點，通過軟件算法計算鰭片的寬度。對不同位置的多個鰭片進行測量統計，分析 CD 尺寸的一致性。例如，計算 CD 尺寸的平均值、標準差等統計量，評估鰭片 CD 尺寸的均勻性。精確的 CD 尺寸測量為工藝優化提供量化數據支持，有助于判斷制造工藝是否滿足設計要求。

（三）尺寸與工藝參數關聯研究

SEM3200 獲取的鰭片 CD 尺寸數據，結合實際芯片制造工藝參數，能夠輔助研究 CD 尺寸與工藝參數之間的關聯。通過對不同工藝條件下鰭片 CD 尺寸的對比分析，確定哪些工藝參數的變化對 CD 尺寸影響顯著。例如，發現光刻曝光劑量的微小調整會導致鰭片 CD 尺寸發生明顯變化，為優化芯片制造工藝參數提供依據，以實現對 FinFET 鰭片 CD 尺寸的精準控制。

三、產品推薦

國儀量子 SEM3200 鎢燈絲掃描電鏡是 FinFET 鰭片 CD 臨界尺寸測量的理想設備。它具有良好的分辨率，能清晰捕捉到 FinFET 鰭片微觀結構的細微特征和尺寸變化。操作界面人性化，配備自動功能，大大降低了操作難度，即使經驗不足的研究人員也能快速上手，高效完成測量任務。設備性能穩定可靠，長時間連續工作仍能確保檢測結果的準確性與重復性。憑借這些優勢，SEM3200 為半導體制造企業、科研機構提供了有力的技術支撐，助力優化芯片制造工藝、提高芯片性能和良率，推動半導體產業的技術進步與發展。