Модельный анализ и разработка комплекса программ для системы дифрактометрических измерений геометрических размеров элементов топологии ИМС

• Автор: Беневоленский, Денис Сергеевич
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 202 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА I.
ГЛАВА II.

СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ИЗМЕРЕНИЯ

ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ РАЗМЕРОВ ЭЛЕМЕН ТОВ

ТОПОЛОГИИ ИМС

1.1. Специфика элементов топологии ИМС как объектов 8 измерения и оценка степени доверия к принятым допущениям
1.2. Анализ известных методов и средств измерения размеров и определения формы микроэлектронных структур

1.3. Метрологический анализ погрешностей

дифрактометрических измерений в технологии ИМС

Выводы по главе I
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДИКИ ОБРАБОТКИ
РЕЗУЛЬТАТОВ ДИФРАКТОМЕТРИЧЕСКИХ
ИЗМЕРЕНИЙ
2.1. Модельный анализ восстановления размеров по дифракционному спектру отраженного когерентного монохроматического излучения
2.2. Модификация методов половинных делений и
секущих углов для оптимизации функции многих переменных при компьютерной обработке результатов дифрактометрии
2.3. Численные эксперименты по обработке данных по
дифракции когерентного монохроматического излучения на элементах топологии ИМС
Выводы по главе II ГЛАВА III. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА
РАЗРАБАТЫВАЕМОГО ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА И ОСОБЕННОСТИ ЕГО ПРАКТИЧЕКОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
3.1. Особенности реализации ключевых компонентов
разрабатываемого программного комплекса
3.2. Тестирование программного комплекса
3.3. Применение программного комплекса при измерении
размеров тестобъектов и оценка его эффективности
Выводы по главе III
ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
ЛИТЕРАТУРА


При движении он может измерять несколько физических характеристик, каждая из которых отвечает за определенное измерение. Так, в атомном микроскопе электроника используется для измерения силы, вводимой кончиком зонда при его движении вдоль поверхности, в туннельном микроскопе измеряется величина электрического тока, проходящего между сканирующим зондом и поверхностью, в магнитносиловом микроскопе зонд, сканирующий поверхность является магнитным. Он позволяет почувствовать на поверхности локальную магнитную структуру. Изображение любого сканируемого объекта передается для обработки и измерения в оцифрованном виде. Методы интерферометрии [, ] используют явление многолучевой интерференции когерентного монохроматического излучения, которая возникает вследствие отражения или пропускания падающего излучения от системы «пленка-подложка». А/4 (А. Дифрактометричсские методы измерения толщины слоя основаны на регистрации и последующем анализе дифрагированного на ЭТ углового распределения интенсивности света. Точность метода зависит от корректности выбора модели профиля образца, ее соответствия реальному объекту. Различия, которые возникают между теоретическими данными и данными, полученными экспериментально этим методом, определяются несоответствием скалярной и векторной модели описания взаимодействия световой волны с объектом, размеры которого соизмеримы с длиной волны А Однако максимальное схождение экспериментальных и теоретических результатов обнаруживается при исследовании объектов с периодичной структурой. Точность метода харакгеризуется приближением используемых скалярных формул и не превышает 3% от измеряемого размера. Перед многими другими метод дифрактометрии обладает тем преимуществом, что, осуществляя привязку к эталону единицы длины в каждом измерении, захватывает диапазоны измерений оптической и растровой электронной микроскопии, а также позволяет разработать систему мер малых длин [, -]. Отсутствие метрологического обеспечения этого вида измерений, требование особых условий работы исключают использование РЭМ в качестве метрологического средства измерений в системах контроля процессов производства ИМС. РЭМ может быть использован лишь как исследовательский прибор. То же замечание относится и к туннельному микроскопу. ОМ, широко используемой в системах контроля на ранних этапах при изготовлении полупроводниковых ИМС и сейчас применяемой в основном в технологии гибридно-пленочных ИМС, то она имеет метрологическое обеспечение в диапазоне более 1 мкм, но не имеет возможности измерения щелей глубиной более 2 мкм, т. Но точность этого метода ограничена величиной Д/4. Таким образом, ни один из описанных методов не обеспечивает одновременного измерения ширины элемента топологии и глубины его травления, измерения глубин менее Д/4, определения неравномерности травления без разрушения структуры. В отличие от рассмотренных методов, дифрактометрический метод, использовавшийся еще в -ые годы прошлого века в электронной промышленности, характеризуется высокой воспроизводимостью. Попытки использовать различные дифракционные максимумы [] свидетельствуют о возможности преодоления предела точности Д/4. А сам метод позволяет одновременно с измерением ширины элемента измерять глубину травления. Причем можно измерять щели глубиной до 0 нм, благодаря тому, что в дифрактометрии используются параллельные пучки, в отличие от ОМ. Метрологическое обеспечение метода заложено в самом физическом принципе, лежащем в его основе, благодаря чему в каждом измерении идет сравнение с длиной волны, известной с высокой точностью (1 нм), т. Высокая воспроизводимость метода обеспечивается спецификой тестовых структур, используемых в микроэлектронике, решеток с постоянным периодом с1. Регистрируя излучения света, дифрагировавшего в нескольких дифракционных максимумах и сравнивая их друг с другом, можно теоретически расширить диапазон измеряемых величин в области до нм, однако наличие аппаратурных погрешностей при реализации этого метода, конечно, огрубит результаты измерений до 0 нм.