フォークシートFET-トランジスタ製造の未来？

トランジスタのサイズが絶えず縮小し、構造が新しくなるにつれて、さまざまな構造欠陥の検出など、新たな計測上の課題も生じています。相補型金属酸化膜半導体 (CMOS) 技術の世界では、より小型で複雑なトランジスタの開発など、より効率的で高速なデバイスに対する要求がますます高まっています。

しばらくの間、ナノシートFETは現代のデバイス製造のトップと見なされていましたが、トランジスタのサイズをうまく縮小するための鍵は、フォークシート電界効果トランジスタ（FET）ベースのデバイスの登場であると予測されています。フォークシートFETはナノシート構造の高度なバリエーションで、nチャネル金属酸化膜半導体（NMOS）デバイスとpチャネル金属酸化膜半導体（PMOS）デバイスの間に誘電体壁が追加され、より緊密な配置が可能になります。シミュレーションに基づくと、これによりナノシートFETと比較して、性能が最大 10% 向上し、エネルギー効率が 24% 向上し、セル面積を 20% 削減できると予測されています。1 ただし、これらの改善にもかかわらず、構造内で発生する欠陥の寸法は変化せず、それによってその影響が増幅されることを強調することが重要です。そのため、これらの欠陥をタイムリーに検出し、最適なデバイス製造プロセスを確保するためには、効率的で正確な計測ソリューションがますます重要になっています。

欧州の半導体コミュニティは、技術の進歩を促進し、重要な情報交換を提供し、知識共有を強化してデバイス製造プロセスを改善するプロジェクトに重点を置いて、市場での存在感を高め、世界の半導体業界における技術革新者としての地位を強化したいと考えています。IT2 EUプロジェクトの枠組みの中で、セミラボは、セミラボの分光エリプソメトリーの専門家による最近の開発結果に基づいて、「ミューラーマトリックスエリプソメトリーを用いたフォークシートFETアレイの構造的非対称性の検出：理論的研究」に関する論文を発表しました。彼らの研究には、線の粗さ、ピッチウォーク、曲げ、その他の不規則性など、従来のOCDを補完するデータを測定するための一般的なエリプソメトリー法とシステムの開発が必要でした。

前述のフォークシートFETサンプルの特性評価を行うために、チームは標準的な分光エリプソメトリー測定を実施しました。評価後、彼らはミューラーマトリックス（MM）測定にたどり着きました。これは、材料の非対称性を調査してさらに良い結果を得る機会が得られるからです。

チームのアプローチは、フォークシートFETのプロファイル非対称性の程度と方向が異なるMM測定のシミュレーションを作成し、欠陥によって引き起こされる光学応答の識別可能性を定量化し、非対称パラメータ間の相関を計算することでした。サンプルの正確な位置合わせは非対称性の検出における重要な要素であるため、位置合わせの不確実性の影響とそれを除外する方法についても調査しました。
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