中心議題：

• 新材料工藝對測量技術的挑戰
• 熱門半導體製造技術

工藝技術的進步對測量意味著什麼？在日前舉行的2009納米電子測量與表征技術國際會議上，與會者對新興技術和材料為測量技術帶來的挑戰交換了觀點。

首先是芯片尺寸已接近原子級和量子級

，這已成為測量領域的一大難題。諸如不斷增加的能耗、工gong藝yi和he器qi件jian的de多duo樣yang性xing
，以yi及ji器qi件jian和he互hu連lian性xing能neng的de降jiang低di等deng。對dui於yu工gong程cheng師shi來lai說shuo，及ji時shi獲huo得de工gong藝yi信xin息xi至zhi關guan重zhong要yao，檢jian測ce手shou段duan必bi須xu足zu以yi滿man足zu工gong藝yi製zhi程cheng的de發fa展zhan。


對於高k／金屬柵來說，主要的挑戰是如何在實現一定性能的同時保證與標準CMOS製造的可兼容性。能夠取代傳統SiON材料的先進介質必須具有較高的電容率
、良好的熱穩定性
、高遷移率
、較(jiao)低(di)的(de)隧(sui)穿(chuan)效(xiao)應(ying)和(he)與(yu)金(jin)屬(shu)電(dian)極(ji)的(de)兼(jian)容(rong)性(xing)。與(yu)此(ci)趨(qu)勢(shi)相(xiang)應(ying)，測(ce)量(liang)技(ji)術(shu)的(de)支(zhi)持(chi)與(yu)發(fa)展(zhan)是(shi)必(bi)要(yao)條(tiao)件(jian)之(zhi)一(yi)。如(ru)今(jin)，掩(yan)膜(mo)版(ban)檢(jian)測(ce)必(bi)須(xu)與(yu)完(wan)整(zheng)的(de)光(guang)刻(ke)工(gong)藝(yi)相(xiang)對(dui)應(ying)，以(yi)便(bian)及(ji)時(shi)預(yu)測(ce)可(ke)能(neng)在(zai)矽(gui)片(pian)上(shang)出(chu)現(xian)的(de)缺(que)陷(xian)。檢(jian)測(ce)係(xi)統(tong)要(yao)能(neng)夠(gou)提(ti)供(gong)複(fu)雜(za)的(de)照(zhao)明(ming)，並(bing)與(yu)光(guang)刻(ke)機(ji)的(de)精(jing)確(que)結(jie)構(gou)匹(pi)配(pei)。

另一個比較熱門的領域就是3D集成和矽通孔技術（TSV），它們將為芯片帶來更小的尺寸、更低的能耗以及更強大的功能性

，是半導體技術下一步發展的契機（圖2）。


新材料、新器件和結構將促使測量技術繼續發展
，從而滿足各種新現象的出現。在接近原子級的尺寸時
，高k介質、金屬柵和SOI被寄予厚望，極有可能滿足16nm節點的要求。盡管某些新材料已經開始應用於IC製造，但是有關相應測量技術的研發仍在繼續。Airgap和其它低k材料也在不斷湧現。

jingguoduoniandexueshuyanjiu，renmenhenshuxinamitanguan
，gengzhidaonamitanguanbuhaoshiyong
，zhishaohennanzainamidianzixueshangyingyong。yuanyinshinamitanguanhennanbingkezhongfudijiehedaodianziqijianzhongqu。ruguonengjiangnamitanguan“切”開，並展開成性能穩定的平麵，目前一流的集成電路微細加工技術就能用上，實現碳材料電子學(改進目前的矽材料電子學)。近年科學界重大發現--石墨烯（Graphene）就是這種材料。石墨烯是由碳原子構成的二維晶體，一般厚度方向為單原子層或雙原子層碳原子排列。Graphene(石墨烯)是其英文名，該命名與graphite（石墨）有關，也有人使用“單層石墨”

石墨烯是一種穩定材料，也是一種禁帶寬度幾乎為零的半金屬/半導體材料。它具有比矽高得多的載流子遷移率(200000cm2/V)，在zai室shi溫wen下xia有you微wei米mi級ji的de平ping均jun自zi由you程cheng和he很hen長chang的de相xiang幹gan長chang度du。因yin此ci

，石shi墨mo烯xi是shi納na米mi電dian路lu的de理li想xiang材cai料liao，也ye是shi驗yan證zheng量liang子zi效xiao應ying的de理li想xiang材cai料liao。然ran而er這zhe種zhong材cai料liao也ye非fei常chang難nan以yi測ce量liang（圖3）。石墨稀顯微鏡是測量該新材料的必要手段。關鍵問題之一是單個樣品和多層樣品中石墨稀的層數。TEM和低能電子顯微鏡（LEEM）是確定層數的重要檢測設備，多層切片模擬式確定TEM檢測能力和成像條件的有效方式。LEEM可以檢測層數及樣品的形貌。


二嵌段共聚物（diblockcopolymers）是另一種新型材料，它可在光刻圖形上排列一致，極有潛力在傳統的光刻條件下增大光刻圖形密度，並減少線條邊緣粗糙度（LER）。對該材料的測量主要是通過x射線散射方法，精確度可到到粗糙度小於0.5nm。因為不同的化學物質有不同的共振態，共振散射加強了不同化學物質之間的對比，以此實現準確測量。