CD-SEM,全名Critical Dimension Scanning Electron Microscopy,中文翻譯過來是:特征尺寸掃描電子顯微鏡。很多人聽說過CD-SEM,第一反應(yīng)是光刻工序中測量線寬的機臺,但是CD-SEM是怎樣測線寬呢?除了測線寬還有哪些作用呢?CD-SEM與普通的SEM又有哪些區(qū)別呢?
為什么要測線寬?
線寬也稱為特征尺寸,Critical Dimension,CD。在芯片制造中,線寬的精確控制至關(guān)重要,它直接影響到芯片的性能和可靠性。
CD-SEM測線寬原理
在CD-SEM中,低能量的電子束在樣品表面進行精確的掃描,與樣品表面的原子相互作用。當(dāng)電子束與樣品相互作用時,樣品會發(fā)射出二次電子和反射電子。這些電子被檢測器收集,并轉(zhuǎn)化為輪廓變化的信號。通過收集的電子信號,形成樣品表面形貌的二維圖像?;谛纬傻膱D像,通過計算測量區(qū)域中的像素數(shù)自動計算特定的微結(jié)構(gòu)的尺寸,如線寬、孔徑等。
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CD-SEM與普通SEM的區(qū)別
雖然兩者在技術(shù)原理上有很多相似之處,但由于不同的應(yīng)用側(cè)重點,CD-SEM和普通SEM在實際的配置和使用中存在較大區(qū)別。
1.電子束的能量差異
CD-SEM照射樣品的一次電子束能量較低,為1keV或以下。這是由于光刻膠或其他微結(jié)構(gòu)很脆弱,降低CD-SEM電子束的能量可以減少電子束照射對樣品的損傷,這樣有利于晶圓進行下一步工序。
2.量測精度的差異
CD-SEM注重于高精度和高速度的尺寸測量,通常配備有專門設(shè)計的電子槍、透鏡和檢測器,以實現(xiàn)在高吞吐率和高重復(fù)性下獲得精確的線寬測量。CD-SEM 的測量重復(fù)性約為測量寬度的 1% 3σ。
3.自動化程度差異
CD-SEM與SEM的自動化操作步驟:將樣品晶圓放入晶圓盒內(nèi),然后將晶圓盒放置在 CD-SEM/SEM 上。預(yù)先將尺寸測量的條件和程序輸入到配方(recipe)中。當(dāng)測量過程開始時,CD-SEM /SEM會自動從盒中取出樣品晶圓,將其加載到 CD-SEM /SEM中并測量樣品上所需的位置。測量完成后,晶圓將返回到晶圓盒中。
普通的SEM也可以執(zhí)行自動化操作,但與CD-SEM相比,其自動化能力不如CD-SEM那么精細和高效。CD-SEM通常在半導(dǎo)體制程控制中需要執(zhí)行大量的重復(fù)測量,因此具有較強的自動化能力。而普通SEM則可能更注重于圖像的質(zhì)量和分辨率。當(dāng)然CD-SEM通常還包含一套完整的數(shù)據(jù)分析和報告生成工具,可以自動分析測量數(shù)據(jù)、生成統(tǒng)計報告并等。
審核編輯:劉清
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原文標(biāo)題:CD-SEM與普通SEM有哪些區(qū)別?
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