1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования
  4. № 12, 2023

Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования, 2023, № 12, стр. 129-146

Современная растровая электронная микроскопия. 2. Тест-объекты для растровой электронной микроскопии

Ю. А. Новиков *

Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН
119991 Москва, Россия

* E-mail: nya@kapella.gpi.ru

Поступила в редакцию 20.12.2022
После доработки 24.02.2023
Принята к публикации 24.02.2023

Аннотация

Проведен обзор тест-объектов, предназначенных для калибровки растровых электронных микроскопов и проведения исследований вторичной электронной эмиссии рельефной поверхности твердого тела в растровом электронном микроскопе. Тест-объекты разделяются по двум параметрам – виду рельефа и профилю рельефа. По виду рельефа тест-объекты делятся на одиночные, шаговые и периодические структуры. По профилю рельефа тест-объекты делятся на объекты с прямоугольным профилем и объекты с трапециевидным профилем с большими и малыми углами наклона боковых стенок. Приведены примеры таких тест-объектов. Описаны их характеристики и методы аттестации параметров. Рассмотрены достоинства и недостатки тест-объектов. Показано, что наилучшими характеристиками обладают тест-объекты, представляющие собой шаговые структуры, состоящие из трапециевидных канавок с большими углами наклона боковых стенок. Тест-объекты создаются в монокремнии с ориентацией поверхности {100} методом жидкостного анизотропного травлением кремния. Эти тест-объекты позволяют определять все характеристики растровых электронных микроскопов, влияющие на измерение линейных размеров рельефных структур, применяемых в микроэлектронике и нанотехнологии. С их помощью можно проводить корреляционные измерения, которые повышают точность калибровки растровых электронных микроскопов до десяти раз.

Ключевые слова: тест-объект, прямоугольная структура, трапециевидная структура, растровая электронная микроскопия, эффект стряхивания электронов.

Список литературы

  1. Reimer L. Scanning electron microscopy: physics of image formation and microanalysis / Springer-Verlag. Berlin, Heidelberg, New York, 1998.

  2. Практическая растровая электронная микроскопия / Под ред. Дж. Гоулдстейна и Х. Яковица. Пер. с англ. М.: Мир, 1978. 656 с.

  3. Гоулдстейн Дж., Ньюбери Д., Эчлин П., Джой Д., Фиори Ч., Лифшин Э. Растровая электронная микроскопия и рентгеновский микроанализ / Пер. с англ. М.: Мир. 1984. 303 с.

  4. Микроанализ и растровая электронная микроскопия / Под ред. Ф. Мориса и др. Пер. с фр. М.: Металлургия, 1985. 392 с.

  5. Криштал М.М., Ясников И.С., Полунин В.И., Филатов А.М., Ульяненков А.Г. Сканирующая электронная микроскопия и рентгеноспектральный микроанализ в примерах практического применения. М.: Техносфера, 2009. 208 с.

  6. Растровая электронная микроскопия для нанотехнологий. Методы и применение / Под ред. У. Жу и Ж.Л. Уанга. Пер. с англ. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2013. 582 с.

  7. Hatsuzawa T., Toyoda K., Tanimura Y. // Rev. Sci. Instrum. 1990. V. 61. № 3. P. 975.

  8. Новиков Ю.А., Раков А.В. // Измерительная техника. 1999. № 1. С. 14.

  9. Postek M.T., Vladar A.E. Critical Dimension Metrology and the Scanning Electron Microscope // Handbook of Silicon Semiconductor Metrology / Ed. A.C. Diebold. Marcel Dekker Inc. New York–Basel, 2001. P. 295.

  10. Postek M.T. // Proc. SPIE. 2002. V. 4608. P. 84.

  11. Постек М. // Вестник технического регулирования. 2007. № 7. С. 8.

  12. Тодуа П.А., Быков В.А., Волк Ч.П., Горнев Е.С., Желкобаев Ж., Зыкин Л.М., Ишанов А.Б., Календин В.В., Новиков Ю.А., Озерин Ю.В., Плотников Ю.И., Прохоров А.М., Раков А.В., Саунин С.А., Черняков В.Н. // Микросистемная техника. 2004. № 3. С. 25.

  13. Бронштейн И.М., Фрайман Б.С. Вторичная электронная эмиссия. М.: Наука, 1969. 407 с.

  14. Шульман А.З., Фридрихов С.А. Вторично-эмиссионные методы исследования твердого тела. М.: Наука, 1977. 551 с.

  15. Новиков Ю.А. // Поверхность. Рентген., синхротр. нейтрон. исслед. 2023. № 5. С. 80.

  16. Гавриленко В., Новиков Ю., Раков А., Тодуа П. // Наноиндустрия. 2009. № 4. С. 36.

  17. Gavrilenko V.P., Novikov Yu.A., Rakov A.V., Todua P.A. // Proc. SPIE. 2009. V. 7405. P. 740504. https://www.doi.org/10.1117/12.826164

  18. Gavrilenko V.P., Kalnov V.A., Novikov Yu.A., Orlikovsky A.A., Rakov A.V., Todua P.A., Valiev K.A., Zhikharev E.N. // Proc. SPIE. 2009. V. 7272. P. 727227. https://www.doi.org/10.1117/12.814062

  19. Gavrilenko V.P., Novikov Yu.A., Rakov A.V., Todua P.A., Volk Ch.P. // Proc. SPIE. 2009. V. 7272. P. 72720Z. https://www.doi.org/10.1117/12.813514

  20. Дицман С.А., Злобин В.А., Невзорова Л.Н., Фаворская Л.П. // Известия АН СССР. Серия физическая. 1982. Т. 46. № 12. С. 2388.

  21. Novikov Yu.A., Gavrilenko V.P., Ozerin Yu.V., Rakov A.V., Todua P.A. // Proc. SPIE. 2007. V. 6648. P. 66480R. https://www.doi.org/10.1117/12.733134

  22. Novikov Yu.A., Ozerin Yu.V., Rakov A.V., Todua P.A. // Measurement Sci. Technol. 2007. V. 18. P. 367. https://www.doi.org/10.1088/0957-0233/18/2/S07

  23. Гавриленко В.П., Новиков Ю.А., Раков А.В., Тодуа П.А. // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2008. Т. 74. С. 31.

  24. Новиков Ю.А., Раков А.В., Тодуа П.А. // Измерительная техника. 2009. № 2. С. 22.

  25. Новиков Ю.А., Пешехонов С.В., Стрижков И.Б. // Труды ИОФАН. 1995. Т. 49. С. 20.

  26. Novikov Yu.A., Gavrilenko V.P., Rakov A.V., Todua P.A. // Proc. SPIE. 2008. V. 7042. P. 704208. https://www.doi.org/10.1117/12.794834

  27. Novikov Yu.A. // J. Surf. Invest. X-ray, Synchrotron Neutron Tech. 2019. V. 13. № 6. P. 1284. https://www.doi.org/10.1134/S1027451019060454

  28. Новиков Ю.А., Пешехонов С.В. // Труды ИОФ АН. 1995. Т. 49. С. 107.

  29. Novikov Yu.A. // J. Surf. Invest. X-ray, Synchrotron Neutron Tech. 2020. V. 14. № 1. P. 105. https://www.doi.org/10.1134/S1027451020010127

  30. Bosse H., Mirande W., Frase C.G., Bruck H.-J., Lehnigk S. Comparison of linewidth measurements on COG mask // 17 Europ. Mask Conf. on Mask Technology for Integrated Circuits and Micro-Components (EMC-2000). Munich. 2000. P. 111.

  31. Волк Ч.П., Горнев Е.С., Новиков Ю.А., Озерин Ю.В., Плотников Ю.И., Прохоров А.М., Раков А.В. // Микроэлектроника. 2002. Т. 31. № 4. С. 243.

  32. Nakayama Y., Okazaki S., Sugimoto A. // J. Vacuum Sci. Technol. B. 1988. V. 6. P. 1930.

  33. Gavrilenko V.P., Novikov Yu.A., Rakov A.V., Todua P.A. // Proc. SPIE. 2010. V. 7718. P. 77180Y. https://www.doi.org/10.1117/12.853892

  34. Новиков Ю.А., Раков А.В. // Труды ИОФ АН. 1998. Т. 55. С. 3.

  35. Новиков Ю.А., Прохоров А.М., Раков А.В. // Поверхность. Физика, химия, механика. 1993. № 3. С. 22.

  36. Новиков Ю.А., Раков А.В. // Поверхность. Рентген., синхротр. и нейтрон. исслед. 1999. № 8. С. 24.

  37. Novikov Yu.A. // J. Surf. Invest. X-ray, Synchrotron Neutron Tech. 2022. V. 16. № 5. P. 806. https://www.doi.org/10.1134/S1027451022050147

  38. Волк Ч.П., Горнев Е.С., Новиков Ю.А., Плотников Ю.И., Раков А.В., Тодуа П.А. // Труды ИОФ АН. 2006. Т. 62. С. 77.

  39. Gavrilenko V.P., Novikov Yu.A., Rakov A.V., Todua P.A. // Proc. SPIE. 2008. V. 7042. P. 70420C. https://www.doi.org/10.1117/12.794891

  40. Новиков Ю.А. // Микроэлектроника. 2014. Т. 43. № 5. С. 373. https://www.doi.org/10.7868/S0544126914050068

  41. Postek M.T. // Scanning Microscopy. 1989. V. 3. № 4. P. 1087.

  42. Geist J., Belzer B., Miller M.L., Roitman P. // J. Res. National Institute of Standards and Technology. 1992. V. 97. № 2. P. 267.

  43. Новиков Ю.А., Пешехонов С.В., Раков А.В., Симонов А.Н., Стрижков И.Б., Цыбульский В.В. // Поверхность. Физика, химия, механика. 1993. № 5. С. 49.

  44. Novikov Yu.A. // J. Surf. Invest. X-ray, Synchrotron Neutron Tech. 2022. V. 16. № 5. P. 797. https://www.doi.org/10.1134/S1027451022050135

  45. Новиков Ю.А. // Поверхность. Рентген., синхротр. и нейтрон. исслед. 2015. № 5. С. 78. https://www.doi.org/10.7868/S0207352815050091

  46. Новиков Ю.А. // Поверхность. Рентген. синхротр. и нейтрон. исслед. 2016. № 9. С. 12. https://www.doi.org/10.7868/S0207352816090110

  47. Gavrilenko V.P., Novikov Yu.A., Rakov A.V., Todua P.A. // Proc. SPIE. 2009. V. 7405. P. 740507. https://www.doi.org/10.1117/12.826190

  48. Häßler-Grohne W., Bosse H. // Measurement Sci. Technol. 1998. V. 9. P. 1120.

  49. Броудай И., Мерей Дж. Физические основы микротехнологии. Пер. с англ. М.: Мир, 1985. 496 с.

  50. Новиков Ю.А. // Поверхность. Рентген., синхротр, и нейтрон. исслед. 2017. № 11. С. 77. https://www.doi.org/10.7868/S0207352817110105

  51. Новиков Ю.А. // Поверхность. Рентген., синхротр. и нейтрон. исслед. 2018. № 12. С. 86. https://www.doi.org/10.1134/S0207352818120144

  52. Данилова М.А., Митюхляев В.Б., Новиков Ю.А., Озерин Ю.В., Раков А.В., Тодуа П.А. // Измерительная техника. 2008. № 8. С. 20.

  53. Данилова М.А., Митюхляев В.Б., Новиков Ю.А., Озерин Ю.В., Раков А.В., Тодуа П.А. // Измерительная техника. 2008. № 9. С. 49.

  54. Gavrilenko V.P., Filippov M.N., Novikov Yu.A., Rakov A.V., Todua P.A. // Proc. SPIE. 2007. V. 6648. P. 66480T. https://www.doi.org/10.1117/12.733566

  55. Волк Ч.П., Новиков Ю.А., Раков А.В., Тодуа П.А. // Измерительная техника. 2008. № 6. С. 18.

  56. Novikov Yu.A. // J. Surf. Invest. X-ray, Synchrotron Neutron Tech. 2017. V. 11. № 4. P. 890. https://www.doi.org/10.1134/S1027451017040255

  57. Новиков Ю.А., Раков А.В., Тодуа П.А. // Микроэлектроника. 2008. Т. 37. № 6. С. 448.

  58. Новиков Ю.А., Озерин Ю.В., Плотников Ю.И., Раков А.В., Тодуа П.А. // Труды ИОФ АН. 2006. Т. 62. С. 36.

  59. Dai G., Pohlenz F., Danzebrink H.-U., Xu M., Hasche K., Wilkening G. // Rev. Sci. Instrum. 2004. V. 75. № 4. P. 962. https://www.doi.org/10.1063/1.1651638

  60. Frase C.G., Häßler-Grohne W., Dai G., Bosse H., Novikov Yu.A., Rakov A.V. // Measurement Sci. Technol. 2007. V. 18. P. 439. https://www.doi.org/10.1088/0957-0233/18/2/S16

  61. Новиков Ю.А. // Поверхность. Рентген., синхротр. и нейтрон. исслед. 2021. № 5. С. 102. https://www.doi.org/10.31857/S1028096021040117

  62. Новиков Ю.А. // Поверхность. Рентген., синхротр. и нейтрон. исслед. 2021. № 9. С. 100. https://www.doi.org/10.31857/S1028096021090132

  63. Новиков Ю.А. // Микроэлектроника. 2015. Т. 44. № 4. С. 306. https://www.doi.org/10.7868/S0544126915030072

  64. Волк Ч.П., Горнев Е.С., Календин В.В., Митюхляев В.Б., Новиков Ю.А., Озерин Ю.В., Раков А.В., Bosse H., Frase C.G. Международные сличения результатов измерений периодических мер в микро- и нанометровом диапазонах на растровых электронных микроскопах // 12 Российский симпозиум по растровой электронной микроскопии. Черноголовка. “Богородский печатник”. 2001. Тезисы докладов. С. 128.

  65. Гавриленко В.П., Лесновский Е.Н., Новиков Ю.А., Раков А.В., Тодуа П.А., Филиппов М.Н. // Изв. РАН. Сер. физ. 2009. Т. 73. № 4. С. 454.

  66. Gavrilenko V.P., Filippov M.N., Novikov Yu.A., Rakov A.V., Todua P.A. // Proc. SPIE. 2009. V. 7378. P. 737812. https://www.doi.org/10.1117/12.821760

  67. Larionov Yu.V., Novikov Yu.A. // Proc. SPIE. 2012. V. 7800. P. 78000W. https://www.doi.org/10.1117/12.2016850

  68. Новиков Ю.А. // Поверхность. Рентген., синхротр. и нейтрон. исслед. 2019. № 8. С. 64. https://www.doi.org/10.1134/S0207352819080122

  69. Новиков Ю.А. // Поверхность. Рентген., синхротр. и нейтрон. исслед. 2016. № 2. С. 66. https://www.doi.org/10.7868/S0207352816020086

  70. Новиков Ю.А. // Поверхность. Рентген., синхротр. и нейтрон. исслед. 2015. № 10. С. 59. https://www.doi.org/10.7868/S0207352815100170

  71. Новиков Ю.А., Раков А.В., Филиппов М.Н. // Известия РАН. Сер. физ. 1998. Т. 62. № 3. С. 543.

  72. Новиков Ю.А. // Поверхность. Рентген., синхротр. и нейтрон. исслед. 2019. № 10. С. 94. https://www.doi.org/10.1134/S0207352819090105

  73. Новиков Ю.А., Раков А.В., Стеколин И.Ю. // Известия РАН. Сер. физ. 1993. Т. 57. № 8. С. 79.

  74. Идье В., Драйард Д., Джеймс Ф., Рус М., Садуле Б. Статистические методы в экспериментальной физике / Пер. с англ. Под ред. А.А. Тяпкина. М.: Атомиздат, 1976. 335 с.

  75. Новиков Ю.А. // Поверхность. Рентген., синхротр. и нейтрон. исслед. 2020. № 6. С. 68. https://www.doi.org/10.31857/S1028096020050106

  76. Novikov Yu.A. // J. Surf. Invest. X-ray, Synchrotron Neutron Tech. 2020. V. 14. № 5. P. 965. https://www.doi.org/10.1134/S1027451020050134

  77. Новиков Ю.А., Раков А.В., Стеколин И.Ю. // Измерительная техника. 1996. № 12. С. 26.

  78. Новиков Ю.А., Стеколин И.Ю. // Труды ИОФ АН. 1995. Т. 49. С. 41.

  79. Novikov Yu.A. // J. Surf. Invest. X-ray, Synchrotron Neutron Tech. 2020. V. 14. № 6. P. 1387. https://www.doi.org/10.1134/S1027451020060397

  80. Волк Ч.П., Горнев Е.С., Новиков Ю.А., Озерин Ю.В., Плотников Ю.И., Раков А.В. // Микроэлектроника. 2004. Т. 33. № 6. С. 419.

  81. Новиков Ю.А. // Поверхность. Рентген., синхротр. и нейтрон. исслед. 2013. № 11. С. 70. https://www.doi.org/10.7868/S0207352813110140

  82. Новиков Ю.А. // Микроэлектроника. 2014. Т. 43. № 4. С. 263. https://www.doi.org/10.7868/S0544126914040073

  83. Новиков Ю.А. // Микроэлектроника. 2014. Т. 43. № 6. С. 456. https://www.doi.org/10.7868/S0544126914060076

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал