測量顯微鏡是利用光學高精度放大的圖形進行測量
利用顯微鏡的圖形測量
作為典型的微圖形,可以舉出集成電路和大規模集成電路等
半導體元件中的電路圖形.這里將介紹在該領域中應用上述圖形
測量技術的實例.
坐標測量機
在半導體元件的制造過程中較基本的工藝是掩模母版的制
造.若掩模有缺陷,則較終產品的成品率將會受到很大的影響.
因而,該階段內的掩模檢查極為重要,需要慎重地進行.掩模的
尺寸測量在150mm x 150mm左右的范圍內要求0.1μm的測量精
度,故其相對精度極高
通常,對于掩模母版可用上面提到的裝置來精密地測量圖形
的尺寸或者位置精度,但是實際上往硅片上復制圖形所用的掩模
是采用由母掩模再行復制而成的工作掩模.因此,從操作效率來看
由于不可能對這些工作掩模進行和母掩模同樣嚴格的檢查,故采
用與被看作是標準掩模的母掩模進行比較的檢查方式.
表示了比較顯微鏡的光學系統布置圖.它能檢測的尺寸差或缺陷
首先,作為顯微鏡物鏡,采用專門設計的NA=0.7的高分辨率鏡頭(
40x),構成總放大倍數可分別為200,400,800X的可轉換觀察的結
構.設計上需要特別注意的是由于要將兩個像重迭起來進行觀察,
因此應具備在用紅色光(入=632.8nm)和綠色光(入=546.1nm)觀察
時能容易地檢測出這兩種色光差的性能.
該裝置的觀察承復性為0.21xm左右,它同時具有這樣的能力
,即當兩圖案相互間存在差別時,由于在光學系統內部所安裝的測
微機構(使平行平板玻璃傾斜的方式)的作用,能夠以0。05gm的單
位進行測量.此外,這種比較顯微鏡的一個不可避免的問題是必須
將兩個試件(此時是主掩模和工作掩模)在充分對準的狀態下邊掃描
邊進行觀察.此時,由于兩個顯微鏡光軸之間相隔大約200mm,為
了滿足阿貝(Abbe)原理,試件工作臺的運動平直度就必須工作在0
.5秒的程度.只有首先實現這一點,才能綜合地得到差值對比的
性能.
今后的課題是如何使這樣的比較檢查程序實現自動化.現在已
經發表了若干試驗的結果:),但是完全達到實㈩化水平的尚為數
很少.
(c)圖形位置的確定
同樣,在集成電路的制造工藝中將光掩模上的圖案照明轉印到
硅片上,需要以1gm以下的精安使掩模和基片的位置相互重合.為
進行這種重合,采用了前述的振動狹縫型光電顯微鏡,