【摘要】：光刻技術是集成電路制造等領域的關鍵加工技術。隨著光刻工藝水平的日益進步,對基片表面缺陷尺寸以及表面顆�？刂铺岢隽烁叩囊蟆Ｍǔ�,基片表面附著的污染物如顆粒、金屬雜質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,實驗室缺乏簡易、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行了仿真計算。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上,基于激光離軸照明的暗場顯微原理,設計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,實時采集目標區(qū)域內的暗場圖像,并對暗場圖像進行處理,得到反映目標區(qū)域內顆粒分布的二值圖。最后,使用區(qū)域生長法分割二值圖中顆粒所在區(qū)域并提取對應的像素數(shù)目,在此基礎上,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,共進行了四類實驗。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。實驗結果表明,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,設計并完成了標定實驗。以微球散射光強為依據(jù),推算出被測微球直徑的近似值,在此基礎上提出了一種簡易的微小顆粒區(qū)分方法。
【學位授予單位】：中國科學院大學(中國科學院光電技術研究所)
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TN405;TP391.41
【圖文】：

圖 1.1 顆粒對光刻質量影響（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體產品的性能提出了更高的要求，因此在對基片進行光，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量，還能提高光刻產品良率。顆粒的來源包括實驗環(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，例如化學溶液、去離子水等，是主要的顆粒污染物來源。為了控制液體物質中的顆粒數(shù)目，在使用之前需要對液體材料進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];中國科學院大學(中國科學院光電技術研究所);2019年

本文編號：2718684