【摘要】：光刻技術(shù)是集成電路制造等領(lǐng)域的關(guān)鍵加工技術(shù)。隨著光刻工藝水平的日益進(jìn)步,對基片表面缺陷尺寸以及表面顆�？刂铺岢隽烁叩囊�。通常,基片表面附著的污染物如顆粒、金屬雜質(zhì)等是降低表面潔凈度的主要來源。因此需要在光刻之前對基片表面進(jìn)行檢測,以判斷表面潔凈度情況。隨著微納光刻精度的提高,對表面顆粒檢測的需求越來越多,實(shí)驗(yàn)室缺乏簡易、高性價比以及高靈敏度的顆粒檢測裝置。針對以上問題,本文開展了對基片表面顆粒檢測的研究。論文內(nèi)容主要包括:1.使用時域有限差分算法,對基片表面顆粒的散射光場進(jìn)行了仿真計(jì)算。分析了光波入射角、光源波長以及顆粒的形狀(球體、正四面體和正方體)、尺寸(100nm-1300nm)等因素對散射光場分布的影響,進(jìn)而為檢測系統(tǒng)的搭建提供了依據(jù)。2.在仿真分析顆粒散射光場的基礎(chǔ)上,基于激光離軸照明的暗場顯微原理,設(shè)計(jì)并搭建了基片表面顆粒檢測系統(tǒng)。分析了系統(tǒng)中各硬件參數(shù)對檢測分辨力的影響�；谠撓到y(tǒng)提出了基片表面顆粒的檢測流程,主要步驟為圖像采集、圖像處理和數(shù)據(jù)分析。圖像采集時,利用自主編寫的基于C++的圖形操作界面控制CMOS,實(shí)時采集目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的暗場圖像,并對暗場圖像進(jìn)行處理,得到反映目標(biāo)區(qū)域內(nèi)顆粒分布的二值圖。最后,使用區(qū)域生長法分割二值圖中顆粒所在區(qū)域并提取對應(yīng)的像素?cái)?shù)目,在此基礎(chǔ)上,完成對顆粒直徑的近似測量。3.使用搭建的檢測系統(tǒng),采用提出的檢測流程,共進(jìn)行了四類實(shí)驗(yàn)。首先使用直徑已知的聚苯乙烯微球,測試了系統(tǒng)能探測到顆粒的最小直徑。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,最小能夠探測到直徑為100nm的微球。之后使用鍍膜基片研究了基片表面粗糙度對檢測效果的影響,并對透明基片檢測效果進(jìn)行了分析。該系統(tǒng)無法直接判斷直徑小于物鏡衍射極限的微小顆粒,針對這一問題,設(shè)計(jì)并完成了標(biāo)定實(shí)驗(yàn)。以微球散射光強(qiáng)為依據(jù),推算出被測微球直徑的近似值,在此基礎(chǔ)上提出了一種簡易的微小顆粒區(qū)分方法。
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TN405;TP391.41
【圖文】：

圖 1.1 顆粒對光刻質(zhì)量影響（a）非接觸式光刻缺陷；（b）接觸式光刻缺陷[9]。Figure 1.1 Lithography defects caused by particles(a) Non-contact lithography defects, (b) Contact lithography defects[9].基片表面顆粒的來源與控制由于人們對半導(dǎo)體產(chǎn)品的性能提出了更高的要求，因此在對基片進(jìn)行光，對其加工工藝、集成度與精密度都提出了更高的要求[10]。了解基片表源并控制顆粒數(shù)量不但可以保證光刻的質(zhì)量，還能提高光刻產(chǎn)品良率。顆粒的來源包括實(shí)驗(yàn)環(huán)境、操作人員、基片清潔工藝，下面分別介紹。

1.3.3 基片清潔工藝在基片加工過程中，只有通過清潔才能減少顆粒的數(shù)量。但基片清潔過程中，也可能引入新的顆粒污染源。使用液體對基片清洗是一種常用的清潔方法。清洗時用到的液體物質(zhì)，例如化學(xué)溶液、去離子水等，是主要的顆粒污染物來源。為了控制液體物質(zhì)中的顆粒數(shù)目，在使用之前需要對液體材料進(jìn)行過濾處理并測量處理后溶液中的顆粒濃度。使用循環(huán)過濾系統(tǒng)，可將清洗溶液中的部分顆粒過濾掉，是一種較好的改進(jìn)方法。

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1 艾立夫;基于散射光暗場顯微的基片表面顆粒檢測方法研究[D];中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所);2019年

本文編號：2718684