關(guān)鍵尺寸掃描電鏡（CD-SEM）是對微納尺寸線距標(biāo)準(zhǔn)樣片定標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)器具。為提高標(biāo)準(zhǔn)樣片的定標(biāo)準(zhǔn)確度,研究一種基于圖像處理技術(shù)的測量算法。首先,對研制樣片的特征進(jìn)行分析;其次,研究線性近似算法和線距測量算法,并分別對100nm～10μm的線距標(biāo)準(zhǔn)樣片進(jìn)行測量;最后,利用納米測量機(jī)進(jìn)行對比實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,線性近似算法的相對誤差可以控制在0.45%以內(nèi),相比之下,線距測量算法的相對誤差可控制在0.35%以內(nèi)。因此,線距測量算法提高了線距的測量精度,為提高線距測量類儀器量值的可靠性、保證半導(dǎo)體器件制造精度提供了一種測量方案。 

【文章來源】：激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2020,57(01)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：5 頁

【圖文】：

基線檢測方法

經(jīng)過相關(guān)工藝?yán)碚撗芯�，采用半�?dǎo)體工藝制作線距標(biāo)準(zhǔn)樣片，其中光刻技術(shù)是樣片研制過程中的關(guān)鍵工藝。目前，成熟的光刻技術(shù)主要有投影光刻和電子束光刻。鑒于兩種光刻技術(shù)的優(yōu)劣，本文選用投影光刻工藝制作標(biāo)稱值為1～10μm的線距標(biāo)準(zhǔn)樣片，選用具有高分辨率的電子束光刻技術(shù)加工標(biāo)稱值為100～500nm的線距標(biāo)準(zhǔn)樣片。如圖1所示，研制的線距標(biāo)準(zhǔn)樣片呈現(xiàn)上窄下寬的結(jié)構(gòu)。因?yàn)榭涛g工藝的局限性，難以保證光柵結(jié)構(gòu)側(cè)面的垂直性，這會(huì)對樣片定標(biāo)造成一定的困難。3 測量算法研究

通過采集的圖像可知，在CD-SEM測量系統(tǒng)下，上窄下寬結(jié)構(gòu)的樣片會(huì)形成一個(gè)灰度值漸變的邊緣區(qū)域。造成該現(xiàn)象的主要原因有：刻蝕工藝難以保證側(cè)面的垂直性，掃描電鏡下的光柵邊緣存在衍射效應(yīng)等。因此，如何準(zhǔn)確獲取光柵邊緣的準(zhǔn)確位置，對提高樣片的定標(biāo)準(zhǔn)確度十分重要。如圖3所示，基于國際上關(guān)于光柵周期的定義，W表示線距標(biāo)準(zhǔn)樣片的單周期寬度。此外，將CD-SEM下的圖像分成五個(gè)區(qū)域，即A、B、C、D、E。其中，區(qū)域C代表光柵的凸出結(jié)構(gòu)，區(qū)域A和E代表光柵的凹陷結(jié)構(gòu)，區(qū)域B和D為CD-SEM測量系統(tǒng)下的光柵邊緣區(qū)域。圖3 CD-SEM下的樣片

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Amorphous Si critical dimension structures with direct Si lattice calibration[J]. 吳子若,蔡燕妮,王星睿,張龍飛,鄧曉,程鑫彬,李同保.  Chinese Physics B. 2019(03)
[2]微米級光柵樣片的研制及關(guān)鍵質(zhì)量參數(shù)的評價(jià)[J]. 趙琳,劉慶綱,梁法國,李鎖印,許曉青,趙革艷,趙新宇,翟玉衛(wèi).  微納電子技術(shù). 2015(08)
[3]納米尺度標(biāo)準(zhǔn)樣片光學(xué)表征方法的研究[J]. 李源,雷李華,高婧,傅云霞,蔡瀟雨,吳俊杰.  微納電子技術(shù). 2012(06)
[4]一種基于圖像處理的高精度自動(dòng)線寬測量方法[J]. 甘明輝,吳偉欽,龍慶文.  印制電路信息. 2011(05)
[5]二維納米光柵國際比對結(jié)果[J]. 石春英,錢進(jìn),譚慧萍,劉秀英,劉忠有,殷聰,蔡山.  激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2010(11)



本文編號：3311310