翁園園

湖州衡鼎產(chǎn)品檢測中心 浙江湖州 313000

近年來，測量不確定度（MU）的概念已經(jīng)取代了精度。例如透射電子顯微鏡或原子力顯微鏡。垂直軸顯示內(nèi)嵌計(jì)量工具的測量結(jié)果，例如臨界尺寸-掃描電子顯微鏡或散射計(jì)。用其與線性回歸的總偏差計(jì)算出的MUI值，用MU法對(duì)測量系統(tǒng)的質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)。在這種情況下，相關(guān)性只顯示出線性回歸線的變化。這種變化是由內(nèi)嵌計(jì)量工具的隨機(jī)變化引起的。然而，實(shí)際的模式形狀是由生產(chǎn)過程中的過程變化而改變的。

1 VMS 的概念

該系統(tǒng)是使用參考計(jì)量和內(nèi)聯(lián)計(jì)量工具相結(jié)合建立的。目標(biāo)晶圓是由具有設(shè)定采樣率（A）的測量工具和內(nèi)嵌計(jì)量工具來測量的。測量結(jié)果與VMS 系統(tǒng)相吻合，并進(jìn)行了計(jì)算。如果根據(jù)MU 準(zhǔn)則計(jì)算的VMS 結(jié)果“不符合規(guī)范”，則根據(jù)VMS 結(jié)果的計(jì)算結(jié)果對(duì)內(nèi)嵌計(jì)量工具進(jìn)行優(yōu)化。計(jì)量工具可分為三大類：內(nèi)嵌計(jì)量工具、內(nèi)聯(lián)參考計(jì)量工具和離線參考工具，在線計(jì)量工具可以進(jìn)行高通量和無損觀測，但對(duì)過程變化存在魯棒性問題。內(nèi)嵌參考計(jì)量學(xué)工具具有健壯性強(qiáng)、無破壞性的優(yōu)點(diǎn)，但吞吐量較低。離線參考測量工具可以通過橫截面的直角測量來實(shí)現(xiàn)高精度的測量，但具有破壞性，因此，這種內(nèi)嵌式的計(jì)量判斷是一種錯(cuò)誤的警報(bào)。其中只改變了測量結(jié)果。內(nèi)嵌計(jì)量學(xué)結(jié)果在規(guī)范范圍內(nèi)，對(duì)此晶片進(jìn)行ASPAASS判斷，“但參考計(jì)量學(xué)結(jié)果不符合規(guī)定，實(shí)際圖形形狀因工藝變化而改變，內(nèi)嵌計(jì)量工具對(duì)測量過程變化不具有足夠的靈敏度。只有內(nèi)嵌計(jì)量工具的計(jì)量系統(tǒng)有誤判的風(fēng)險(xiǎn)，但使用VMS 可以檢測由于測量靈敏度和魯棒性問題所造成的滿足系統(tǒng)的誤差[1]。

2 分析醫(yī)療設(shè)備計(jì)量檢定管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

2.1 探測器

檢測由表面結(jié)構(gòu)引起的唯一散射信號(hào)。建立GI-SAXS 的測量模型，并對(duì)其進(jìn)行了計(jì)算，以擬合實(shí)驗(yàn)中的散射信號(hào)。GI-SAXS采用全外反射信號(hào)，具有很短的波長輻射。因此，GI-SAXS 具有較高的測量精度。評(píng)價(jià)了散射法和GI-SAXS 在制造工藝變化中的測量魯棒性。散射測量和GI-SAXS 的結(jié)構(gòu)模型：（A）橫截面掃描電鏡（SEM）圖像，（B）散射模型和（C）GI-SAXS 模型。第二次蝕刻過程只產(chǎn)生了表面層的線空間pat-terns。測量目標(biāo)為直線高度，由于Si 刻蝕條件1 和2 的變化，Si 線的截面形狀變化很小。對(duì)于線高測量，散射測量是一種基于可見光波長橢圓偏振光測量的光學(xué)計(jì)量系統(tǒng)。輻照光能穿透表面和內(nèi)部結(jié)構(gòu)。因此，必須建立一個(gè)完整的二維或三維結(jié)構(gòu)的散射模型，并設(shè)置大量的浮動(dòng)參數(shù)。這個(gè)模型是用硅和多晶硅線型的多梯形零件構(gòu)造的。將浮點(diǎn)參數(shù)設(shè)為測線高度的8 個(gè)參數(shù)。每個(gè)零件的光學(xué)常數(shù)是一個(gè)常數(shù)[2]。

2.2 橫截面

該GI-SAXS 模型是由頂部和底部四舍五入的單梯形零件構(gòu)成的。GI-SAXS 模型是一種比散射計(jì)模型更簡單的結(jié)構(gòu)，浮動(dòng)參數(shù)的個(gè)數(shù)為5 個(gè)參數(shù)。由于入射x 射線照射在總外反射條件下，GISAXS 只檢測到表面結(jié)構(gòu)信息。與橫截面掃描電鏡比較，腐蝕條件1 和2 的散射測量結(jié)果均有2。3nm 的偏移。散射計(jì)可以利用可見光檢測底層信息，對(duì)底層形狀變化也很敏感。從GISAXS 到刻蝕條件1 和2 的高度與橫截面SEM 測量相比，只有0。6nm 的偏置和良好的測量線性。這些結(jié)果表明，GI-SAXS 對(duì)身高有較好的敏感性，并具有非破壞性的內(nèi)標(biāo)參考計(jì)量學(xué)的優(yōu)點(diǎn)。然而，這兩種技術(shù)在吞吐量上存在很大的差距，散射測量和GI-SAXS 的測量次數(shù)分別為3 和120s。因此，將散射測量和GI-SAXS 相結(jié)合，可以提高測量系統(tǒng)的性能。

3 VMS 的成本分析

內(nèi)嵌參考工具的測量時(shí)間比內(nèi)嵌計(jì)量工具的測量時(shí)間長得多，如果只使用參考工具，就會(huì)造成較高的計(jì)量成本。VMS 采用參考工具和內(nèi)聯(lián)工具相結(jié)合的方法，通過檢測誤報(bào)來提高測量的性能[3]。因此，對(duì)虛警情況下VMS 的成本進(jìn)行了分析。參考計(jì)量學(xué)結(jié)果沒有很大的差異，然而，內(nèi)嵌計(jì)量學(xué)結(jié)果檢測到了很大的跳躍。這種跳轉(zhuǎn)會(huì)導(dǎo)致不可預(yù)測的過程變化，并在內(nèi)聯(lián)計(jì)量學(xué)結(jié)果的恢復(fù)點(diǎn)繼續(xù)進(jìn)行。超過規(guī)格上限的面積（USL）顯示虛警損失。從跳躍點(diǎn)到反沖點(diǎn)的間隔被設(shè)置為一個(gè)移位周期。通過對(duì)VMS 結(jié)果的監(jiān)測，與不使用VMS 的計(jì)量系統(tǒng)相比，可以檢測出在線計(jì)量系統(tǒng)的性能衰減。因此，使用VMS 可以減少虛警損失?？偝杀緸樘摼瘬p失和計(jì)量成本之和。VMS 對(duì)降低總成本具有較低的采樣效果。同時(shí)，根據(jù)工藝質(zhì)量對(duì)參考樣品的采樣頻率進(jìn)行優(yōu)化[4]。

4 結(jié)語

隨著半導(dǎo)體器件圖形尺寸的縮小，對(duì)內(nèi)嵌計(jì)量的測量精度提出了更高的要求。在線質(zhì)量控制要求先進(jìn)的工藝控制（APC）技術(shù)，不僅需要更高精度的尺寸收縮技術(shù)，而且還需要更高精度的工藝控制技術(shù)。