RU2207503C2 - Тестовый объект для калибровки растровых электронных микроскопов - Google Patents
Тестовый объект для калибровки растровых электронных микроскопов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2207503C2 RU2207503C2 RU2001108280/09A RU2001108280A RU2207503C2 RU 2207503 C2 RU2207503 C2 RU 2207503C2 RU 2001108280/09 A RU2001108280/09 A RU 2001108280/09A RU 2001108280 A RU2001108280 A RU 2001108280A RU 2207503 C2 RU2207503 C2 RU 2207503C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- test object
- plane
- electron
- elements
- scan
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области электронной микроскопии. Техническим результатом является повышение точности и уменьшение времени измерений линейных размеров элементов интегральных схем с помощью растровых электронных микроскопов (РЭМ). Тестовый объект для калибровки растровых электронных микроскопов выполнен в виде периодической монокристаллической кремниевой структуры с рельефной шаговой поверхностью, элементы которой имеют трапециевидный профиль, в котором проекции боковых граней на плоскость основания превышают диаметр зонда РЭМ. Во всех элементах рельефной шаговой поверхности выдержан постоянный острый угол между боковой гранью трапеции и плоскостью ее нижнего основания. Упомянутый острый угол равен 54,7o и образован пересекающимися кристаллографическими плоскостями (100) и (111) монокристаллического кремния в результате его анизотропного травления. Тестовый объект для калибровки РЭМ может быть изготовлен по стандартным технологическим процессам микроэлектроники с использованием фотолитографии и анизотропного травления в водном растворе КОН монокристаллической кремниевой пластины, рабочая поверхность которой ориентирована в кристаллографической плоскости (111). 1 з.п.ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к области растровой электронной микроскопии, а более конкретно к измерениям линейных размеров элементов интегральных схем в субмикрометровом диапазоне.
Известны тестовые объекты для калибровки растровых электронных микроскопов (РЭМ), используемые при измерениях ширины линий микрорельефа на поверхности твердого тела [1]. Эти тестовые объекты - эталонные меры - представляют собой периодические дифракционные решетки, профиль рельефа которых может быть, например, близким к прямоугольному. Периодические щелевидные структуры с прямоугольным профилем обеспечивают калибровку увеличения РЭМ с использованием в качестве калиброванного образца среднего значения шага периодической структуры, которое не зависит от фокусировки зонда.
Однако при больших увеличениях РЭМ, необходимых для измерения нанометровых линейных отрезков, тестовая структура допускает измерение только одного шага периодической структуры. Поэтому для получения среднего значения шага требуется большое количество измерений во многих участках решетки. Поэтому существенным недостатком тестового объекта-аналога является большое время калибровки РЭМ.
Наиболее близким по технической сущности выполнением тестового объекта, выбранным в качестве прототипа, является конструкция тестового объекта, выполненного в виде периодической монокристаллической кремниевой структуры с рельефной шаговой поверхностью, элементы которой имеют трапециевидный профиль [2] . Тестовый объект- прототип позволяет использовать меру с калиброванным шагом одной конкретной пары элементов периодической структуры на малой площади.
Однако тестовый объект-прототип имеет существенный недостаток, заключающийся в необходимости наличия большого числа калиброванных шагов в различных участках периодической структуры. Такая необходимость обусловлена малым временем эксплуатации одного участка периодической структуры из-за деградации в результате осаждения углерода из остаточных паров под воздействием электронного пучка. Увеличение срока службы тестового объекта, таким образом, влечет за собой увеличение его стоимости. Другим существенным недостатком прототипа является сложность изготовления при шаге периодической структуры порядка 50 нм, который необходим для калибровки РЭМ при измерениях линейных размеров элементов сверхбольших интегральных схем в диапазоне 30-100 нм.
Для использования калиброванного отрезка, соответствующего проекции боковой стенки элемента с трапециевидным профилем, имеющей размер более диаметра зонда РЭМ, требуется калибровка большого количества отрезков. Это обусловлено необходимостью усреднения значений калиброванных отрезков из-за технологических погрешностей их выполнения. В конструкции-прототипе пологие стенки щелей периодической структуры получены изотропным травлением, при котором наклон стенки и, следовательно, размер ее проекции, зависит от размера фотомаски, который имеет технологический разброс.
Техническим результатом настоящего изобретения является повышение точности измерений с одновременным уменьшением времени измерения линейных размеров элементов сверхбольших интегральных схем с помощью РЭМ. Этот технический результат получен посредством тестового объекта для калибровки РЭМ, выполненного в виде периодической монокристаллической кремниевой структуры с рельефной шаговой поверхностью, элементы которой имеют трапециевидный профиль, в котором проекции боковых граней на плоскость основания превышают диаметр зонда РЭМ, в котором во всех элементах рельефной шаговой поверхности выдержан постоянный острый угол между боковой гранью трапеции и плоскостью ее нижнего основания.
Новизна тестового объекта для калибровки РЭМ заключается в том, что во всех элементах рельефной шаговой поверхности выдержан постоянный острый угол между боковой гранью трапеции и плоскостью ее нижнего основания.
Новизна предпочтительного варианта изобретения заключается в том, что упомянутый острый угол равен 54,7o и образован пересекающимися кристаллографическими плоскостями (100) и (111) монокристаллического кремния в результате его анизотропного травления.
Использование периодической монокристаллической кремниевой структуры с поверхностью, совпадающей с кристаллографической плоскостью (100), на которой расположены элементы с наклонными боковыми стенками, обеспечивает равенство проекций боковых стенок во всех участках периодической структуры, поскольку величины проекций определяются только постоянным углом (54,7o) и глубиной травления.
Изобретение поясняется приведенными чертежами.
На фиг. 1. приведено схематическое изображение топологии тестового объекта для калибровки РЭМ согласно изобретению.
На фиг.2. приведен схематический разрез структуры тестового объекта для калибровки РЭМ согласно изобретению.
Тестовый объект для калибровки РЭМ согласно изобретению включает монокристаллическую кремниевую подложку 1 с рельефной шаговой поверхностью, элементы 2 которой имеют трапециевидный профиль, в котором проекции 3 боковых граней 4 на плоскость основания 5 превышают диаметр зонда РЭМ (не показано).
Во всех элементах 2 выдержан постоянный острый угол 6 между боковой гранью 4 и плоскостью основания 5 трапеции. Острые углы 6 во всех элементах 2 представляется возможным выдержать одинаковыми и равными 54,7o, поскольку эти углы образованы пересекающейся кристаллографической плоскостью (100) - плоскость боковой грани 4 и кристаллографической плоскостью (111) - плоскость основания 5.
Калибровка РЭМ с помощью тестового объекта согласно изобретению производится следующим образом.
При сканировании периодической структуры с элементами 2 зондом РЭМ, работающим в режиме сбора вторичных электронов, получают видеосигнал с измеряемыми параметрами. При этом на экране РЭМ устанавливают только часть изображения периодической кремниевой структуры, на котором видны два элемента 2 периодической структуры. Все характерные размеры элементов 2 (проекция боковой стенки 4 на плоскость 5, размеры верхнего и нижнего оснований трапециевидного профиля) выбираются превышающими в несколько раз диаметр электронного зонда РЭМ. При этом, определив по видеосигналу только один размер периодической структуры тестового объекта (период или шаг), определяют параметры РЭМ и размеры верхнего и нижнего оснований трапеций методом, описанным в [2]. Таким образом, по аттестуемым параметрам - периоду и высоте элементов 2 периодической структуры тестового объекта согласно изобретению определяют все параметры структуры линейной меры и используемого РЭМ. Поскольку в процессе одного измерения определяют все параметры РЭМ (усиление и диаметр зонда) и все параметры периодической структуры, то на результаты измерений не влияют ошибки фокусировки.
Кроме этого, постоянный угол наклона боковой стенки всех элементов 2 периодической структуры, определяемый пересекающимися кристаллографическими плоскостями монокристаллической кремниевой структуры, гарантирует получение одинаковых результатов при измерениях в различных областях тестового объекта. Это позволяет уменьшить время калибровки РЭМ и повысить точность измерений.
Тестовый объект для калибровки РЭМ может быть изготовлен по стандартным технологическим процессам микроэлектроники с использованием фотолитографии и анизотропного травления в водном растворе КОН монокристаллической кремниевой пластины, рабочая поверхность которой ориентирована в кристаллографической плоскости (111).
Тестовый объект согласно изобретению может найти широкое применение для калибровки РЭМ при измерениях элементов сверхбольших интегральных схем в нанометровом диапазоне.
Литература
1. Nakayama Y., Okazaki S., Sugimoto A. // J. Vac. Sci. Techol. - 1998. - V.B6. - P. 1930.
1. Nakayama Y., Okazaki S., Sugimoto A. // J. Vac. Sci. Techol. - 1998. - V.B6. - P. 1930.
2. Ч. П. Волк, Ю.А. Новиков, А.В. Раков // Измерительная техника, 2000, 4, ср. 48-52.
Claims (2)
1. Тестовый объект для калибровки растровых электронных микроскопов, выполненный в виде периодической монокристаллической кремниевой структуры с рельефной шаговой поверхностью, элементы которой имеют трапециевидный профиль, в котором проекции боковых граней на плоскость основания превышают диаметр зонда растрового электронного микроскопа, отличающийся тем, что во всех элементах рельефной шаговой поверхности выдержан постоянный острый угол между боковой гранью трапеции и плоскостью ее нижнего основания.
2. Тестовый объект для калибровки растровых электронных микроскопов по п. 1, отличающийся тем, что упомянутый острый угол равен 54,7o и образован пересекающимися кристаллографическими плоскостями (100) и (111) монокристаллического кремния в результате его анизотропного травления.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001108280/09A RU2207503C2 (ru) | 2001-03-29 | 2001-03-29 | Тестовый объект для калибровки растровых электронных микроскопов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001108280/09A RU2207503C2 (ru) | 2001-03-29 | 2001-03-29 | Тестовый объект для калибровки растровых электронных микроскопов |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2001108280A RU2001108280A (ru) | 2003-03-10 |
RU2207503C2 true RU2207503C2 (ru) | 2003-06-27 |
Family
ID=29209434
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2001108280/09A RU2207503C2 (ru) | 2001-03-29 | 2001-03-29 | Тестовый объект для калибровки растровых электронных микроскопов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2207503C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2462725C1 (ru) * | 2011-02-21 | 2012-09-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Национальный исследовательский университет (МИЭТ) | Тестовая структура для калибровки предметных столиков растровых электронных микроскопов в нанометровом диапазоне |
-
2001
- 2001-03-29 RU RU2001108280/09A patent/RU2207503C2/ru active IP Right Revival
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Измерительная техника, 2000, № 4, с.48-52. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2462725C1 (ru) * | 2011-02-21 | 2012-09-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Национальный исследовательский университет (МИЭТ) | Тестовая структура для калибровки предметных столиков растровых электронных микроскопов в нанометровом диапазоне |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100276851B1 (ko) | 기판의바이어스또는오버레이에러를판정하는계측장치및프로세스 | |
US20080198467A1 (en) | Standard Component For Length Measurement, Method For Producing The Same, and Electron Beam Metrology System Using The Same | |
US20020182516A1 (en) | Needle comb reticle pattern for critical dimension and registration measurements using a registration tool and methods for using same | |
KR100575172B1 (ko) | 리소그래피 도구의 자동화된 초점 측정을 위한 시스템 및방법 | |
Volk et al. | Linear standard for SEM–AFM microelectronics dimensional metrology in the range 0.01–100 μm | |
JP2007520697A (ja) | 高度な粗さ度量衡 | |
CN100582934C (zh) | 一种曝光方法及曝光处理装置 | |
US6358860B1 (en) | Line width calibration standard manufacturing and certifying method | |
US5741614A (en) | Atomic force microscope measurement process for dense photoresist patterns | |
US5684301A (en) | Monocrystalline test structures, and use for calibrating instruments | |
JP3488745B2 (ja) | 寸法校正試料搭載ステ−ジ、及び寸法校正試料 | |
RU2207503C2 (ru) | Тестовый объект для калибровки растровых электронных микроскопов | |
KR20040028623A (ko) | 주사 전자 현미경의 성능을 측정하는 방법 | |
US7209596B2 (en) | Method of precision calibration of a microscope and the like | |
Gavrilenko et al. | Calibration of a scanning electron microscope in the wide range of magnifications for the microscope operation in the integrated circuit production line | |
US6368516B1 (en) | Semiconductor manufacturing methods | |
US6807314B1 (en) | Method of precision calibration of a microscope and the like | |
JP4276892B2 (ja) | 測長用標準部材および電子ビーム測長装置の校正方法 | |
WO2002075246A1 (fr) | Procede de mesure des dimensions d'un motif | |
RU2325619C2 (ru) | Тестовый объект для калибровки растровых электронных и сканирующих зондовых микроскопов | |
TWI742525B (zh) | 基板、圖形、及測量裝置之校正方法 | |
Gavrilenko et al. | Test objects for automated dimensional measurements at the nanoscale level using a scanning electron microscope | |
WO2021229755A1 (ja) | 標準試料およびその作製方法 | |
KR100872984B1 (ko) | 반도체 소자의 미세 패턴 임계치수 측정방법 및 측정용 sem | |
Novikov | Dimensional Metrology in the Range O. O1-1OO |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20040330 |
|
NF4A | Reinstatement of patent | ||
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20130801 |