正文
SE
与
BSE
计量的比较
需要对
SE
和
BSE
测量之间的差异进行更深入的研究和理解。目前大多数
CD-SEM
测量
SE
图像，因为这种操作模式提供更大的信号。过去一些工具使用基于
BSE
图像的测量，但由于信噪比较差导致测量速度慢和产量降低，这种方法已不再受欢迎。
BSE
信号测量提供一些明显的优势，例如由于
BSE
轨迹非常清晰，因此信号建模更容易。研究发现，
在低加速电压扫描电镜中，
SE
和
BSE
图像测量的光刻胶线宽度存在明显差异
。这种差异必须在建模中考虑。在实验室和生产线仪器中都观察到并记录了
SE
和
BSE
图像测量之间的差异。这些差异与微通道板电子探测器开发期间早期发表的类似实验结果相同。
图
3
a
是
SE
图像，
图
3
b
是
BSE
图像。在这个例子中，两种电子检测模式之间的
测量差异为
17
纳米
。使用高度倾斜（但未截面）样品获得的
SE
图像显示，成像结构的壁面是倾斜的。这可以解释成像模式之间的部分差异；然而，扫描探针显微镜线扫描显示测量区域的壁面轮廓更垂直。
目前可用的电子束相互作用模型
无法解释
SE
图像和
BSE
图像之间的差异
。需要良好表征的
导电样品来排除样品产生的充电效应
。这个实验有三个组成部分：仪器、样品和操作者。自动化消除了操作者因素，通过适当的样品选择可以排除样品问题，从而只剩下仪器效应需要研究。
图
3
未涂层光刻胶的
SE
和
BSE
图像对比。
(a)
SE
图像显示宽度测量值为
492.2
纳米。
(b)
BSE
图像显示宽度测量值为
475.7
纳米。
建模
方法
与计量
半导体行业需要对非常小的三维特征进行全自动尺寸和形状测量。这些特征目前为
10
0
纳米及更小，这些测量必须在几秒钟内完成，精确度和精密度接近原子水平。一个主要问题是测量使用原始的边缘判据（回归算法、阈值交叉）和某些不一定合理的假设和信念。
表
1
显示了对模拟线图像应用几种算法的测量结果。模拟图像在这种测量中极其有价值，因为模拟图像的所有输入参数都是已知的；因此，节距、线宽和间距都是已知的。在
SEM
实验室间研究中也证实了宽度测量之间的类似差异。要准确确定应在强度轮廓的哪个位置进行宽度测量，
需要一个准确的模型
。
表
1
测量算法对比
|
算法
|
间距宽度
(nm)
|
线宽
(nm)
|
|
峰值法
|
109.52
|
91.15
|
|
阈值法
|
91.65
|
110.6
|
|
回归法
|
75.63
|
125.2
|
|
S
形曲线法
|
92.95
|
110.52
|
CD-SEM
获得的图像和线扫描包含的信息远多于通常使用的信息。例如，在不同焦点和剂量设置下获得的
"
相同宽度
"
光刻胶线的这些图像和单个线扫描是不同的。除了这是测量误差的来源之外，还可以提取更多信息，比如给定的线是否以预期的剂量和焦点曝光。这些信息对当前和紫外光刻至关重要。
光刻工艺中的形状控制
光刻工艺预期以特定形状创建集成电路特征（导电和非导电线路和区域、接触孔和互连等），具有设计的尺寸和公差。在许多步骤中，在包含多个芯片的晶圆上的单个芯片上同时制作数百万个晶体管及其之间的连接。
总体目标是找到一个可靠的联系，即设计和显影的光刻胶特征与最终刻蚀的多晶硅结构之间的某种传递函数。
图
4
显示了光刻胶显影后（上图）、底部抗反射涂层（
BARC
）去除后（中图）和多晶硅刻蚀后（下图）的孤立光刻胶线。显影后，
光刻胶线具有一定的高度、宽度和壁角，顶部和底部角略有圆化
