关键尺寸扫描电镜校准及符合性评价技术研究

针对关键尺寸扫描电子显微镜(CD⁃SEM,Critical Dimension Scan Electron Microscope)的校准需求,在CD⁃SEM校准原理和方法研究的基础上提出了降低CD⁃SEM和标准样板质量属性对测量结果影响的方法,同时分析得到了标准样板同一位置可用于校准的最大次数,并通过100nm晶圆级一维栅格标准样板对Hitachi S9830 CD⁃SEM进行了校准和测量结果的不确定度评定;基于校准结果对Hitachi S9830 CD⁃SEM是否满足预期使用要求进行了符合性评价。结果表明,使用S9830 CD⁃SEM进行关键尺寸测量时,其示值误差满足预期使用要求,故无需调整。

宽禁带半导体器件脉冲电压测试及校准技术研究

针对第三代宽禁带(WBG)半导体分立器件的脉冲测试及测试用脉冲电压信号的校准需求,在WBG半导体分立器件双脉冲测试(DPT)方法和原理研究的基础上,分析了目前国内外常用WBG半导体分立器件测试设备的技术现状,提出了3 kV/50μs脉冲电压的精密校准难题。进一步对脉冲高压校准现状及校准方法进行研究,通过电阻式分压器机理分析、设计及仿真,研制出了耐压3 kV、上升时间140 ns、幅值线性度0.03%的精密分压器。采用自研制的脉冲分压器对半导体分立器件测试设备的脉冲电压进行校准,校准结果的不确定度为0.5%,满足脉冲高压校准需求。

基于晶圆栅格标准样片的特征尺寸扫描电子显微镜放大倍数在线校准

半导体制程中特征尺寸扫描电子显微镜(CD-SEM)是用于芯片特征尺寸在线测量的高精度设备,其测量结果会直接影响器件电性能参数评估和电路产品可靠性判断。对CD-SEM的计量特性评价,国内目前仍缺乏专用计量标准器具和校准规范,在实际工作中,大多参照JJF 1916-2021《扫描电子显微镜校准规范》进行测长示值误差的在线计量。基于100 nm晶圆栅格标准样片对CD-SEM放大倍数在线校准方法进行了重点讨论,并结合实例阐述了特定放大倍数下不确定度分析过程和结果符合性判定方法,同时进一步对校准过程中的3类问题和相应解决措施进行了总结,对今后集成电路纳米级参数测量设备在线校准研究具有借鉴意义。

晶圆级微纳米栅格标准样片制备及比对测量

本文提出一种晶圆级微纳米栅格计量标准样片研制方法,并依托集成电路生产线开展周期为500nm、1000nm和2000nm的晶圆级一维线距栅格、二维网格栅格和二维XY栅格图案的批量化制备,同时进一步利用5个可溯源至SI单位的扫描电子显微镜对标准样片进行了比对测量。