收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

纳米尺度半导体刻线边缘粗糙度测量与表征方法的研究

李宁  
【摘要】: 随着集成电路制造业的迅速发展,芯片内的刻线宽度作为其工艺特征尺寸已下降到100nm以下量级。对纳米尺度刻线尺寸越来越严格的控制要求使得半导体刻线边缘粗糙度(Line edge roughness,LER)的测量与控制成为光刻工艺和集成电路制造业关注的热点问题之一。原子力显微镜(Atomic force microscopy,AFM)以其良好的三维成像精度以及对样本和测量环境的广泛适用性而成为纳米尺度线边缘粗糙度测量研究的重要工具,本文针对目前AFM测量LER所存在的一些问题,进行了纳米尺度线边缘粗糙度测量与表征方法的研究。 由于目前LER仍没有公认的明确定义,无法进行测量结果的有效比较,这对加工工艺的监控及优化、器件性能仿真模型的建立与测试、线宽测量精度的控制和提高极为不利。为解决这一问题,本文从半导体制造工艺与LER的形成、LER对线宽测量和器件电气性能的影响三个方面对测量需求进行分析,从测量学角度提出了一个新的线边缘粗糙度定义,并结合线边缘粗糙度的自身特点与应用要求给出了具体的表征参数,包括幅值参数均方根粗糙度RMS、频谱分析参数功率谱密度函数PSD和空间评定参数自相关函数R(τ)。根据所提出的LER定义并考虑到AFM扫描图像的特点,建立了一个合理的LER测量模型,其主要任务包括确定线边缘位置和评定基准以提取LER特征。首先研究了基于图像处理技术的线边缘确定方法,该方法综合考虑了侧墙形貌及其形位信息,确定出由边缘检测算子和高度阈值所决定的局部高度范围内的线边缘。由于该方法中人为选取参数会对LER测量结果产生影响,因此又提出了一种基于关键点的线边缘确定方法,利用相邻数据点之间的变化率确定出每一条扫描线上的6个关键点,并通过所有扫描线上的关键点构成不同局部高度区域的线边缘。采用最小二乘中线作为评定基准来提取LER特征,并计算出表征参数,包括左、右单线边缘及线宽均方根粗糙度值σL、σR和σLWR,以及左、右线边缘相关长度LcL、LcR。用上述两种方法对同一样本的AFM测量数据进行处理,对测量结果进行了比较和分析。 针对现有LER表征参数不能完全满足测量要求这一问题,提出了一种基于冗余第二代小波变换的LER多尺度表征方法,该方法将LER特征分解到各尺度包含不同空间频率成分的独立频带中,对各尺度重构信号作进一步分析,从而确定出粗糙度指数R、各尺度上重构信号的空间频率分布特性及均方根值,并用最小尺度空间的细节信号估计测量噪声的影响。 采用随机轮廓仿真数据对LER多尺度表征方法进行了验证,结果表明,对具有相近幅值的线边缘,粗糙度指数R可以有效反映出刻线边缘的不规则程度,并能较直观地提供LER空间频率的分布信息。单晶硅刻线样本实验数据的分析结果进一步表明,LER多尺度表征方法可以有效分析对IC器件性能影响较大的LER高频成分,并可以对具体空间频率范围的LER幅值进行量化表征,从而为半导体制造工艺的监控与优化提供更完善的测量基础。 根据AFM扫描方式和成像特点,对AFM测量LER的影响因素,如探针针尖尺寸与形状、AFM扫描图像的噪声、压电晶体驱动精度、扫描采样间隔等进行了理论研究和实验分析。对各因素的影响程度进行了探讨并分别提出了抑制及修正方法,从而减小测量误差,提高测量结果的可信度。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 周莉 ,郑建彬 ,颜琬;基于小波多尺度和熵在图像字符特征提取方法的改进[J];电子技术应用;2004年07期
2 刘毅;张彩明;赵玉华;董亮;;基于多尺度小波包分析的肺音特征提取与分类[J];计算机学报;2006年05期
3 翟俊海;王华超;翟梦尧;王熙照;;基于小波多尺度奇异值分解的人脸识别[J];计算机科学;2011年06期
4 赵学增;李宁;褚巍;周法权;周瑞;;基于平稳小波变换的纳米尺度线边缘粗糙度分析方法(英文)[J];纳米技术与精密工程;2009年02期
5 盛美菊;原帅;王建华;张骏;;多尺度分析在激光微多普勒效应特征提取中的应用[J];应用光学;2008年04期
6 郭锐;彭玉华;万洪林;;基于平稳小波变换的掌纹特征提取与识别[J];计算机工程与应用;2006年17期
7 周小勇;叶银忠;;小波多尺度分析故障检测方法的应用研究[J];控制工程;2007年S3期
8 徐文明,张梅军,唐建;小波多分辨率分析在信号奇异性检测中的应用[J];解放军理工大学学报(自然科学版);2002年03期
9 张涛;王成儒;;基于小波变换的多尺度自配准纹理分析[J];仪器仪表学报;2006年04期
10 吕文涛;林怡;陈鹰;;反对称提升小波及其在影像分解与重建中的应用[J];山东建筑大学学报;2007年03期
11 王玮;黄非非;李见为;冯海亮;;采用LBP金字塔的人脸描述与识别[J];计算机辅助设计与图形学学报;2009年01期
12 王玮;黄非非;李见为;冯海亮;;使用多尺度LBP特征描述与识别人脸[J];光学精密工程;2008年04期
13 张显全;李国祥;秦芳远;;基于小波变换和奇异值分解的剪纸纹样识别[J];计算机工程与设计;2010年10期
14 ;纳米测量学[J];测控技术;1999年01期
15 冯秀芳,侯玉华,文成林;单模型多传感器多尺度交互式数据综合估计算法[J];河南大学学报(自然科学版);2000年02期
16 文成林,周东华,潘泉,张洪才;多尺度动态模型单传感器动态系统分布式信息融合[J];自动化学报;2001年02期
17 杨毅;罗德超;;多尺度分析技术在无线传感器网络节点定位中的应用[J];四川兵工学报;2010年04期
18 袁超伟,闫国华;一种构造正交小波基的新方法[J];西北工业大学学报;1996年01期
19 程明琦,安建成,郑兆瑞;小波变换和信号的时频局部分析[J];太原理工大学学报;1999年03期
20 盛文,邓斌,柳健;一种基于多尺度距离像的红外小目标检测方法[J];电子学报;2002年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 臧先峰;张正道;白瑞林;彭竹苗;;基于小波分析的故障特征提取研究[A];2007中国控制与决策学术年会论文集[C];2007年
2 王重阳;彭圆;张风珍;牟林;;CWT奇异值在水中目标回波信号特征提取中的应用[A];中国声学学会水声学分会2011年全国水声学学术会议论文集[C];2011年
3 陈晓钟;孙华燕;;基于更佳分辨率小波分解的图像纹理分类[A];第九届全国信号处理学术年会(CCSP-99)论文集[C];1999年
4 王世斌;李林安;亢一澜;贾海坤;张世杰;;多场耦合下纳米尺度薄膜力学性能的研究[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
5 王世斌;贾海坤;李林安;张世杰;;温度对纳米尺度薄膜屈曲性能的影响研究[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
6 王世斌;贾海坤;李林安;;力-热耦合载荷对薄膜屈曲扩展的影响[A];第三届二十一世纪的实验力学学科发展——海峡两岸实验力学研讨会摘要集[C];2009年
7 李智;郑彤;段培成;杨新民;;漫反射光谱法对纳米硫化银增感剂增感机理的初探[A];中国感光学会影像材料的研究与应用学术研讨会论文集[C];2009年
8 汪海英;胡明;夏蒙棼;柯孚久;白以龙;;分子/集团统计热力学方法[A];2006年全国固体力学青年学者研讨会论文摘要文集[C];2006年
9 林土胜;赖声礼;;视网膜血管特征提取的拆支跟踪法[A];1999年中国神经网络与信号处理学术会议论文集[C];1999年
10 钱小聪;郑宝玉;穆明鑫;;神经网络联机手写签名验证[A];第十届全国信号处理学术年会(CCSP-2001)论文集[C];2001年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李宁;纳米尺度半导体刻线边缘粗糙度测量与表征方法的研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
2 李宁;纳米尺度半导体刻线边缘粗糙度测量与表征方法的研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
3 李鹏;多尺度分析方法在旋转机械状态监测中的应用研究[D];中国科学技术大学;2012年
4 孙真真;基于光学区雷达目标二维像的目标散射特征提取的理论及方法研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2001年
5 武子玉;矿物近红外光谱信息提取及应用研究[D];吉林大学;2005年
6 王承;基于神经网络的模拟电路故障诊断方法研究[D];电子科技大学;2005年
7 张旗;基于属性的图像分类研究[D];大连海事大学;2005年
8 孙蕾;医学图像智能挖掘关键技术研究[D];西北大学;2005年
9 张立福;通用光谱模式分解算法及植被指数的建立[D];武汉大学;2005年
10 陈晓娟;模拟电路神经网络故障诊断方法的研究[D];吉林大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 邹涛;三相桥式整流电路主回路故障智能诊断方法的研究[D];重庆大学;2005年
2 王纯业;基于多尺度分析的高光谱图像目标检测算法研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
3 李旋;GPS动态变形监测数据的多尺度分析[D];中南大学;2007年
4 曾红梅;情绪图片视觉诱发EEG特征提取与分析[D];天津大学;2012年
5 雷自力;基于Pro/E的三维零件参数化建模和特征提取研究[D];华中科技大学;2011年
6 林少波;中文文本分类特征提取方法的研究与实现[D];重庆大学;2011年
7 黄健;履带式车辆微多普勒效应与特征提取[D];国防科学技术大学;2009年
8 赵蕾蕾;基于词和基本短语模式的特征提取方法[D];河北大学;2009年
9 栾岚;基于机理模型判据的图像中微弱特征提取方法研究及应用[D];东北大学;2009年
10 王菲;面向肺部CAD的特征提取、选择及分类方法研究[D];东北大学;2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 卜令伟;多在自主原始创新上下功夫[N];友报;2009年
2 记者 李大庆;我科学家提出提高材料综合强韧性新途径[N];科技日报;2009年
3 张忠霞;“超级材料”问世,“隐形衣”有望成真[N];新华每日电讯;2008年
4 柯新玮;我国发现提高材料综合强韧性新途径[N];上海科技报;2009年
5 张忠霞;金属也会绝缘,“纳米世界”无奇不变[N];新华每日电讯;2008年
6 《中国物理学报》 供稿;飞秒激光测量纳米尺度超快物理过程[N];大众科技报;2007年
7 王雄伟;尼洛推动纳米尼龙产业升级[N];中国化工报;2006年
8 王俊鸣;65纳米尺度芯片制造技术将实用[N];科技日报;2004年
9 ;“隐形”有望成为现实[N];人民日报;2008年
10 本报记者 冯永锋;寻找纳米技术工程化的通路[N];光明日报;2006年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978