介绍了在先进CMOS技术和关键计量解决方案中集成STT-MRAM的关键工艺步骤监测的挑战。
磁阻随机存取存储器(MRAM)技术和制造工艺的最新发展表明，它与硅基互补金属氧化物半导体(CMOS)技术兼容。垂直自旋传递扭矩MRAM (STT-MRAM)配置为超密MRAM的发展提供了机会，并因其可扩展性而得到了广泛的适应。在线路后端(BEOL)布线级别中插入STT-MRAM具有许多优点，包括密度、延迟和耐用性，并有望与动态随机存取存储器技术(DRAM)的性能相媲美。在STT-MRAM集成的多个工艺步骤中，有几个重要的参数需要精确的计量。磁隧道结(MTJ)柱的在线测量对磁读写性能参数的校准至关重要。本工作讨论了在先进CMOS技术中集成STT-MRAM的关键工艺步骤监测的各种挑战，并提出了关键的计量解决方案。为了在工艺流程的早期准确预测MRAM结电阻，使用从线路末端电测试中收集的散射测量光谱和相应的电阻数据开发了机器学习模型。该机器学习模型利用来自矿柱形成过程的计量数据，可以预测准确的设备电阻值。此外，仔细监测MTJ柱形成后层间介质沉积所需的平整化过程对于避免后续缺陷至关重要。讨论了几种建模技术和一种新的基于光谱干涉仪的技术，垂直旅行散射测量(VTS)，被证明是一种完全集成设备区域测量的解决方案。
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