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基于晶圆栅格标准样片的特征尺寸扫描电子显微镜放大倍数在线校准

金红霞 饶张飞 秦凯亮

金红霞,饶张飞,秦凯亮. 基于晶圆栅格标准样片的特征尺寸扫描电子显微镜放大倍数在线校准[J]. 计量科学与技术,2023, 67(2): 29-35 doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2022.0294
引用本文: 金红霞,饶张飞,秦凯亮. 基于晶圆栅格标准样片的特征尺寸扫描电子显微镜放大倍数在线校准[J]. 计量科学与技术,2023, 67(2): 29-35 doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2022.0294
JIN Hongxia, RAO Zhangfei, QIN Kailiang. Online Calibration of CD-SEM Magnification Based on Nanolattice Pitch Wafer Standard[J]. Metrology Science and Technology, 2023, 67(2): 29-35. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2022.0294
Citation: JIN Hongxia, RAO Zhangfei, QIN Kailiang. Online Calibration of CD-SEM Magnification Based on Nanolattice Pitch Wafer Standard[J]. Metrology Science and Technology, 2023, 67(2): 29-35. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2022.0294

基于晶圆栅格标准样片的特征尺寸扫描电子显微镜放大倍数在线校准

doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2022.0294
基金项目: 国家重点研发计划项目(2018YFF0212303)。
详细信息
    作者简介:

    金红霞(1992-),西安微电子技术研究所工程师,研究方向:微纳参数计量、标准样片研制,邮箱:jin929496@foxmail.com

    通讯作者:

    饶张飞(1980-),西安微电子技术研究所研究员,研究方向:微纳几何参数计量,邮箱:13519129593@163.com

  • 中图分类号: TB921

Online Calibration of CD-SEM Magnification Based on Nanolattice Pitch Wafer Standard

  • 摘要: 半导体制程中特征尺寸扫描电子显微镜(CD-SEM)是用于芯片特征尺寸在线测量的高精度设备,其测量结果会直接影响器件电性能参数评估和电路产品可靠性判断。对CD-SEM的计量特性评价,国内目前仍缺乏专用计量标准器具和校准规范,在实际工作中,大多参照JJF 1916-2021《扫描电子显微镜校准规范》进行测长示值误差的在线计量。基于100 nm晶圆栅格标准样片对CD-SEM放大倍数在线校准方法进行了重点讨论,并结合实例阐述了特定放大倍数下不确定度分析过程和结果符合性判定方法,同时进一步对校准过程中的3类问题和相应解决措施进行了总结,对今后集成电路纳米级参数测量设备在线校准研究具有借鉴意义。
  • 图  1  迟滞电子光学模块

    Figure  1.  Hysteresis electron-optical module

    图  2  像散修正模块

    Figure  2.  Astigmatism correction module

    图  3  100 nm晶圆栅格标准样片

    Figure  3.  100 nm nanolattice pitch wafer standard

    图  4  线边缘粗糙度计算

    Figure  4.  The calculation of line edge roughness

    图  5  CD-SEM放大倍数在线校准流程

    Figure  5.  Online calibration process of CD-SEM magnification

    图  6  角度测量偏差

    Figure  6.  Angular measurement deviation

    图  7  扫描非线性计算

    Figure  7.  Calculation of sweep nonlinearity

    图  8  CD-SEM校准的3类问题

    Figure  8.  3 types of problems of CD-SEM calibration

    表  1  放大倍数与栅格周期对应关系

    Table  1.   Correspondence between magnification and nanolattice pitch

    栅格周期值/nm1002004008001000
    放大倍数/k250100502010
    下载: 导出CSV

    表  2  250 k放大倍数在线校准结果

    Table  2.   Online calibrating results of the 250 k magnification /nm

    标准值9个位置的测量结果
    99.797.799.198.599.4100.0
    98.199.899.198.4/
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-12-01
  • 录用日期:  2023-01-28
  • 修回日期:  2023-01-17
  • 网络出版日期:  2023-03-02
  • 刊出日期:  2023-02-18

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