スキャッタロメトリー(CryLaS社レーザーアプリケーションノート)

CryLaS

CryLaS社小型&低ノイズレーザーシステムによるスキャッタロメトリーの例をご紹介します。

半導体および精密機械加工産業において、散乱計は研磨面/ラップ面の粗さの計測に広く使用されています。これにより、トポグラフィー検査のための従来のスタイラスに代わり、高速かつ非接触が実現しました。散乱計は真空環境との互換性があり、振動に影響されず、表面処理や他の計測ツールと容易に統合することができます。

紫外線散乱によるナノスケールの回折格子構造の計測

本論文では、波長266 nmのシリコンウェーハ上に形成された線幅25 nmまでのグレーティングのゴニオメトリック散乱測定を行いました。各サンプルについて、4つの異なる構成で測定を行い、得られたデータを並行して評価しました。結果として、完全な断面形状の再構築を行いました。また、新しいパラメタリゼーションを導入し、いくつかの限界を克服しました。結果の信頼性を示すため、パラメータの共分散分析を行い、断面の走査型電子顕微鏡(SEM)画像との定性的な比較により優れた一致が見られました。
 
Metrology of nanoscale grating structures by UV scatterometry, 2017

散乱計に使用される様々な近似法の影響に関する数値的検討

PTBでは、周期的なマイクロ・ナノ構造の定量的な寸法計測のためのスキャッタロメトリー法の可能性を調査しています。一般的に適用されている近似や簡略化は、測定の不確かさ、測定誤差の原因となることがあります。ここでは、これらに関連する主な効果について簡単に説明します。ビーム径が散乱計の結果に与える影響について、数値的な調査を行いました。その結果、ビームウエスト半径が10μm以下の集光ビームの場合にのみ、ビーム径の影響が大きくなることがわかりました。
 
Numerical investigations of the influence of different commonly applied approximations in scatterometry, 2013

散乱計のリファレンススタンダードへの第一歩

欧州委員会とEURAMETの支援を受け、国立の計測機関、大学、企業からなる10名の参加者からなるコンソーシアムが共同研究プロジェクトを開始しました。トレーサブルな線幅計測のため、スキャッタメトリを寸法計測のための絶対的な方法として確立することを目標としています。そのためには、散乱計の測定結果に影響を与える重要なサンプル、ツール、データ分析パラメータのすべての影響を徹底的に調査する必要があります。散乱計、CD-SEM、CD-AFMのツールマッチングを改善するために、実験とモデリングの手法を強化します。また、異なる散乱計の測定方法を、特別に適合させた原子間力顕微鏡(AFM)や走査型電子顕微鏡(SEM)の測定システムと比較します。さらに、高度なデータ解析のための新しい手法を開発し、臨界寸法(CD)計測における測定不確かさを大幅に低減するための研究を行います。このプロジェクトの最終目標は、散乱計のトレーサビリティを産業応用に移すことであり、散乱計の校正用にさまざまなウエハベースの標準物質を実現することです。目標を達成するためのアプローチと、最初の設計上の検討事項、および散乱計の標準物質の予備的な仕様について紹介します。
 
First steps towards a scatterometry reference standard, 2012

ナノ構造体の寸法特性評価のための深紫外線散乱計:システムの改良とテスト測定

PTBで最近開発・設置された新しいタイプの深紫外散乱計は、測定された散乱線のダイナミックレンジとS/N比を大幅に改善しました。主な改良点は、新しいデジタルデータ収集技術と、適用された検出器の校正のための新しい方法です。改良されたシステムの線幅(限界寸法)を用いて、最新のMoSiフォトマスク上の周期構造の測定が行われました。その結果を、走査型電子顕微鏡および分光型散乱計で得られた結果と比較しています。
 
Deep ultraviolet scatterometer for dimensional characterization of nanostructures: system improvements and test measurements, 2011
 

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