电子束硅片图形检测系统中的纳米级对焦控制技术

电子束硅片图形检测系统中的纳米级对焦控制技术

论文摘要

带电粒子束成像检测技术是一种可以提供纳米级测量精度的技术,广泛应用于半导体检测中。在进行硅片检测时,要求待测硅片在扫描检测过程中一直处于电子束的焦深范围(DoF)内。本文提出一种毫米级控制范围、纳米级控制精度、高度测量时间在亚毫秒量级的粗精结合的闭环硅片高度控制技术。它的核心子系统是一套光学硅片高度测量系统,在进行粗控制时,数字相机的成像面作为一个光栅图像接收面,硅片的高度信息通过测量光栅线条在成像面上的位移获得。在接近目标高度时,数字相机的成像面作为一个虚拟的数字光栅使用。它与光学光栅图像存在一定周期差,两者构成类似机械游标卡尺的结构,本文称为光学游标卡尺,实验表明该技术可以在成像面上细分像素尺寸10×以上。当用其测量硅片高度时,粗测范围达毫米量级,粗测时间小于0. 38 ms,精测分辨率小于80 nm,精测时间小于0. 09 ms。利用该硅片高度测量系统进行硅片高度的初步闭环反馈控制,控制精度达到15 nm,在电子束硅片图形检测系统中具有广阔的应用前景。

论文目录

  • 1 引言
  • 2 光学游标卡尺位移测量原理
  • 3 粗精结合的硅片高度闭环控制方案
  • 4 实验结果与讨论
  •   4.1 粗测范围
  •   4.2 精测分辨率
  •   4.3 测试时间
  •   4.4 粗精测试精度比较
  •   4.5 闭环反馈控制实验
  • 5 结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 郭杰,李世光,赵焱,宗明成

    关键词: 对焦控制,高度测量,高度控制,带电粒子束检测,电子束检测,光学游标卡尺,焦深

    来源: 中国光学 2019年02期

    年度: 2019

    分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑,信息科技

    专业: 仪器仪表工业,计算机软件及计算机应用

    单位: 中国科学院微电子研究所,中国科学院大学

    基金: 极大规模集成电路制造装备及成套工艺(国家02专项)资助项目(No.2012ZX02701004)~~

    分类号: TP391.41;TH74

    页码: 242-255

    总页数: 14

    文件大小: 8397K

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    电子束硅片图形检测系统中的纳米级对焦控制技术
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