国仪量子电镜在 FinFET 鳍片 CD 临界尺寸测量的应用报告

一、背景介绍

在半导体芯片制造领域，随着摩尔定律的不断演进，芯片制程工艺持续向更小的特征尺寸发展。FinFET（鳍式场效应晶体管）技术作为一种突破性的晶体管架构，已成为实现芯片高性能、低功耗的关键技术之一。FinFET 通过在硅衬底上生长出垂直的鳍片结构，显著增加了沟道表面积，有效提升了晶体管的开关速度和电流驱动能力，降低了漏电功耗。

鳍片的 CD（Critical Dimension，临界尺寸），即鳍片的宽度，是 FinFET 器件性能的关键参数。精确控制鳍片 CD 对于优化晶体管性能、提高芯片集成度和良率至关重要。若鳍片 CD 尺寸偏差过大，会导致晶体管的电学性能不一致，如阈值电压漂移、跨导变化等，进而影响芯片的整体性能和可靠性。在先进制程工艺中，如 7nm、5nm 甚至更先进的节点，鳍片 CD 已缩小至几纳米到几十纳米的尺度，对测量精度提出了极高的要求。鳍片 CD 受光刻、刻蚀等多种复杂制造工艺参数的综合影响。因此，精准测量 FinFET 鳍片 CD 临界尺寸，对优化芯片制造工艺、推动半导体技术发展具有重要意义。

二、电镜应用能力

（一）微观结构成像

国仪量子 SEM3200 电镜具备高分辨率成像能力，能够清晰呈现 FinFET 鳍片的微观结构。可精确观察到鳍片的形状，判断其是否为规则的矩形或存在变形；呈现鳍片的边缘特征，确定是否有锯齿状、圆角等情况。通过对微观结构的细致成像，为准确测量鳍片 CD 提供清晰的图像基础。例如，清晰的鳍片边缘成像有助于确定测量 CD 的准确位置。

（二）CD 尺寸精确测量

借助 SEM3200 配套的高精度图像分析软件，能够对 FinFET 鳍片的 CD 尺寸进行精确测量。在图像上选取合适的测量点，通过软件算法计算鳍片的宽度。对不同位置的多个鳍片进行测量统计，分析 CD 尺寸的一致性。例如，计算 CD 尺寸的平均值、标准差等统计量，评估鳍片 CD 尺寸的均匀性。精确的 CD 尺寸测量为工艺优化提供量化数据支持，有助于判断制造工艺是否满足设计要求。

（三）尺寸与工艺参数关联研究

SEM3200 获取的鳍片 CD 尺寸数据，结合实际芯片制造工艺参数，能够辅助研究 CD 尺寸与工艺参数之间的关联。通过对不同工艺条件下鳍片 CD 尺寸的对比分析，确定哪些工艺参数的变化对 CD 尺寸影响显著。例如，发现光刻曝光剂量的微小调整会导致鳍片 CD 尺寸发生明显变化，为优化芯片制造工艺参数提供依据，以实现对 FinFET 鳍片 CD 尺寸的精准控制。

三、产品推荐

国仪量子 SEM3200 钨灯丝扫描电镜是 FinFET 鳍片 CD 临界尺寸测量的理想设备。它具有良好的分辨率，能清晰捕捉到 FinFET 鳍片微观结构的细微特征和尺寸变化。操作界面人性化，配备自动功能，大大降低了操作难度，即使经验不足的研究人员也能快速上手，高效完成测量任务。设备性能稳定可靠，长时间连续工作仍能确保检测结果的准确性与重复性。凭借这些优势，SEM3200 为半导体制造企业、科研机构提供了有力的技术支撑，助力优化芯片制造工艺、提高芯片性能和良率，推动半导体产业的技术进步与发展。