關(guān)鍵尺寸掃描電鏡（CD-SEM）是對(duì)微納尺寸線(xiàn)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(cè)量算法。首先,對(duì)研制樣片的特征進(jìn)行分析;其次,研究線(xiàn)性近似算法和線(xiàn)距測(cè)量算法,并分別對(duì)100nm～10μm的線(xiàn)距標(biāo)準(zhǔn)樣片進(jìn)行測(cè)量;最后,利用納米測(cè)量機(jī)進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,線(xiàn)性近似算法的相對(duì)誤差可以控制在0.45%以?xún)?nèi),相比之下,線(xiàn)距測(cè)量算法的相對(duì)誤差可控制在0.35%以?xún)?nèi)。因此,線(xiàn)距測(cè)量算法提高了線(xiàn)距的測(cè)量精度,為提高線(xiàn)距測(cè)量類(lèi)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(cè)量方案。 

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

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【圖文】：

基線(xiàn)檢測(cè)方法

經(jīng)過(guò)相關(guān)工藝?yán)碚撗芯�，采用半�?dǎo)體工藝制作線(xiàn)距標(biāo)準(zhǔn)樣片，其中光刻技術(shù)是樣片研制過(guò)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(chēng)值為1～10μm的線(xiàn)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(chēng)值為100～500nm的線(xiàn)距標(biāo)準(zhǔn)樣片。如圖1所示，研制的線(xiàn)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(duì)樣片定標(biāo)造成一定的困難。3 測(cè)量算法研究

通過(guò)采集的圖像可知，在CD-SEM測(cè)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(duì)提高樣片的定標(biāo)準(zhǔn)確度十分重要。如圖3所示，基于國(guó)際上關(guān)于光柵周期的定義，W表示線(xiàn)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(cè)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
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