Hitachi S-8840 — производственный сканирующий электронный микроскоп для автоматического измерения критических размеров полупроводниковых структур. Он применяется для контроля ширины линий, расстояния между элементами и размеров контактных отверстий.
Главная ценность CD-SEM заключается не только в увеличенном изображении. Система должна автоматически найти заданную координату на пластине, сфокусироваться, измерить нужный элемент по рецепту и передать результат в карту контроля процесса.
Что измеряет Hitachi S-8840
S-8840 получает изображение поверхности с помощью электронного пучка и рассчитывает положение краёв контролируемой структуры. По найденным границам программное обеспечение определяет ширину линии, диаметр отверстия или расстояние между элементами.
Система подходит для контроля следующих объектов:
линии фоторезиста после проявления;
промежутки между резистивными элементами;
структуры после плазменного травления;
контактные и переходные отверстия;
линии поликремния;
тестовые структуры на технологических пластинах.
На каких этапах устанавливают CD-SEM
Контроль после проявления
После фотолитографии S-8840 измеряет элементы фоторезиста до переноса рисунка в нижележащий материал. Такой контроль позволяет обнаружить смещение процесса экспонирования или проявления до выполнения травления.
Контроль после травления
После удаления материала измеряется фактический размер сформированной структуры. Разница между результатами после проявления и после травления помогает оценить изменение профиля и отклонение технологического процесса.
Инженерный контроль
CD-SEM также используют при настройке новых рецептов, сравнении партий и анализе причин отклонения критических размеров.
Основные технические характеристики
| Производитель | Hitachi |
|---|
| Модель | S-8840 |
|---|
| Тип оборудования | CD-SEM — сканирующий электронный микроскоп критических размеров |
|---|
| Размер пластин | 150 и 200 мм |
|---|
| Допустимая толщина пластин | Приблизительно 0,4–1,0 мм |
|---|
| Вместимость кассеты | 25 пластин |
|---|
| Опубликованное разрешение изображения | 5 нм |
|---|
| Диапазон измерения CD | 0,1–10 мкм |
|---|
| Повторяемость CD | 3σ ≤5 нм или ≤±1% в зависимости от структуры и условий измерения |
|---|
| Увеличение SEM | От 1 000× до 150 000× |
|---|
| Увеличение оптического микроскопа | Приблизительно 110× |
|---|
| Передача пластин | Автоматическая обработка cassette-to-cassette |
|---|
Повторяемость 5 нм нельзя автоматически считать гарантированной для любой подержанной машины. Она должна подтверждаться измерением подходящего калибровочного образца.
От чего зависит качество измерения
Результат CD-SEM зависит от контраста краёв, материала структуры, зарядки поверхности, параметров электронного пучка и алгоритма определения границы.
Например, один и тот же физический элемент может давать разные результаты при использовании разных настроек пучка или правил распознавания края. Поэтому при переносе оборудования важны не только аппаратные характеристики, но и сохранённые рецепты.
Различия между конфигурациями S-8840
При сравнении доступных машин необходимо проверять:
исполнение загрузки для пластин 150 или 200 мм;
кассетные станции и детали wafer handler;
установленный chuck и механизм выравнивания пластины;
тип электронной пушки и состояние источника;
комплектацию электронно-оптической колонны;
детекторы вторичных электронов;
состояние X-Y-столика;
систему автофокуса и коррекции астигматизма;
версию измерительного программного обеспечения;
наличие лицензий, рецептов и wafer map;
калибровочные стандарты и сервисную документацию.
Как проверить подержанный CD-SEM
Проверка должна начинаться с достижения рабочего вакуума и стабильности электронного пучка. После этого оцениваются качество изображения, фокусировка, перемещение столика и автоматическая загрузка пластин.
Затем выполняется серия измерений одного эталонного элемента. По полученному разбросу можно оценить кратковременную повторяемость. Желательно дополнительно проверить возврат системы в одну и ту же координату после перемещения по пластине.
Если компьютер отсутствует, не загружается или потеряны программные лицензии, восстановление CD-SEM может оказаться сложнее, чем замена отдельных вакуумных компонентов. Поэтому состояние управляющей системы необходимо проверять до согласования цены.
Что указать в запросе
Для подбора S-8840 сообщите размер пластин, материал измеряемой структуры, ожидаемый диапазон CD, минимальный размер элемента и этап контроля — после проявления, после травления или инженерный анализ.
Для измерения толщины прозрачной плёнки используйте Nanometrics NanoSpec AFT 2100. Если необходимо обнаруживать частицы и царапины по всей поверхности пластины, рассмотрите KLA Surfscan SP2.
Оборудование для формирования контролируемых структур представлено в разделах фотолитографического оборудования и систем плазменного травления.