基于图像处理的线距测量方法

发布时间：2021-07-30 11:22

　　关键尺寸扫描电镜（CD-SEM）是对微纳尺寸线距标准样片定标的标准器具。为提高标准样片的定标准确度,研究一种基于图像处理技术的测量算法。首先,对研制样片的特征进行分析;其次,研究线性近似算法和线距测量算法,并分别对100nm～10μm的线距标准样片进行测量;最后,利用纳米测量机进行对比实验研究。实验结果表明,线性近似算法的相对误差可以控制在0.45%以内,相比之下,线距测量算法的相对误差可控制在0.35%以内。因此,线距测量算法提高了线距的测量精度,为提高线距测量类仪器量值的可靠性、保证半导体器件制造精度提供了一种测量方案。 

【文章来源】：激光与光电子学进展. 2020,57(01)北大核心CSCD

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【图文】：

基线检测方法

经过相关工艺理论研究，采用半导体工艺制作线距标准样片，其中光刻技术是样片研制过程中的关键工艺。目前，成熟的光刻技术主要有投影光刻和电子束光刻。鉴于两种光刻技术的优劣，本文选用投影光刻工艺制作标称值为1～10μm的线距标准样片，选用具有高分辨率的电子束光刻技术加工标称值为100～500nm的线距标准样片。如图1所示，研制的线距标准样片呈现上窄下宽的结构。因为刻蚀工艺的局限性，难以保证光栅结构侧面的垂直性，这会对样片定标造成一定的困难。3 测量算法研究

通过采集的图像可知，在CD-SEM测量系统下，上窄下宽结构的样片会形成一个灰度值渐变的边缘区域。造成该现象的主要原因有：刻蚀工艺难以保证侧面的垂直性，扫描电镜下的光栅边缘存在衍射效应等。因此，如何准确获取光栅边缘的准确位置，对提高样片的定标准确度十分重要。如图3所示，基于国际上关于光栅周期的定义，W表示线距标准样片的单周期宽度。此外，将CD-SEM下的图像分成五个区域，即A、B、C、D、E。其中，区域C代表光栅的凸出结构，区域A和E代表光栅的凹陷结构，区域B和D为CD-SEM测量系统下的光栅边缘区域。图3 CD-SEM下的样片

【参考文献】：
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本文编号：3311310