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。