1 中国计量大学 计量测试工程学院，浙江 杭州 310018
2 上海市计量测试技术研究院，上海 201203
3 上海在线检测与控制技术重点实验室，上海 201203
线边缘粗糙度（LER）和线宽粗糙度（LWR）是衡量线宽标准样片质量的重要指标。文中基于自溯源光栅标准物质的自溯源、高精密尺寸结构特性，提出了一种直接溯源型精确校准SEM放大倍率的方法，以实现SEM对线宽标准样片关键参数的测量与表征。利用校准后的SEM，对利用Si/SiO2多层膜沉积技术制备的线宽名义值为500、200、100 nm样片进行关键参数的测量，采用幅值量化参数的均方根粗糙度 RMS描述线边缘粗糙度与线宽粗糙度，并通过图像处理技术确定线边缘位置，对线宽边缘特性进行了精确表征。实验结果表明，名义值为500、200、100 nm对的线宽样片，其实测值分别为459.5、191.0、99.5 nm，$ {\sigma }_ {\rm{LER}} $分别为2.70、2.35、2.30 nm，$ {\sigma }_ {\rm{LWR}} $分别为3.90、3.30、2.80 nm，说明了多层膜线宽标准样片线边缘较为平整、线宽变化小、具有良好的均匀性与一致性。基于自溯源标准物质校准SEM的方法缩短了溯源链，提高了SEM的测量精度，实现了线宽及其边缘特性的精确表征，为高精度纳米尺度测量和微电子制造领域提供了计量支持。
自溯源标准物质 SEM放大倍率 线边缘粗糙度 线宽粗糙度 多层膜线宽 self-traceable reference material SEM magnification line edge roughness line width roughness multilayer film line width 红外与激光工程
2024, 53(1): 20230475
1 中国科学院理化技术研究所仿生智能界面科学中心, 北京 100190
2 中国科学院大学, 北京 101407
采用数字微镜器件(DMD)无掩模光刻技术,以飞秒激光为光源,结合大面积拼接的方法快速制备了具有较高分辨率和毫米尺寸的大面积微纳结构。提出以单子场投影线扫描的方式进一步改善由于光场能量分布不均匀引起的结构边缘粗糙的问题,极大地降低了线条的边缘粗糙度,有效地控制了结构的精度。本研究以半导体领域常用的正性光刻胶为主要研究对象,实现了面积为7.4 mm 2的1 μm等间距线阵列和面积为38.7 mm 2的10 μm等间距线阵列结构的快速制备。本研究为大面积微纳结构制备提供了一种新方法,所制备结构可应用于气液流动、药物输运及晶体生长等领域。
激光光学 微纳结构 正胶 大面积 数字微镜器件无掩模光刻 边缘粗糙度 激光与光电子学进展
2020, 57(11): 111421
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室, 吉林 长春 130033
2 中国科学院研究生院, 北京 100049
点衍射干涉仪(PDI)中小孔质量影响参考球面波的质量，加工和装调误差使实际小孔与理想圆孔之间产生了偏差。利用瑞利索末菲衍射公式，对因小孔加工和装调误差产生的边缘粗糙小孔和椭圆小孔的远场衍射波前质量作了详细的分析。小孔边缘的粗糙度主要在衍射波前中引入了三叶形像差，小孔的椭圆度在衍射波前中引入了小量的像散。对于直径在0.4~1.0 μm的小孔，当小孔半径的均方根(RMS)偏差分别为0，15和30 nm时，衍射波前的RMS偏差分别达到10-8λ，10-4λ和10-3λ量级。研究结果表明，小孔边缘的粗糙度对衍射波前偏差的影响十分明显，但基本不影响强度分布；小孔的椭圆度对衍射波前的偏差影响很小，但对强度分布影响较大。实际加工或装调误差产生的椭圆小孔，其椭圆度很小，可以忽略其对衍射波前质量的影响。
光学检测 点衍射干涉仪 瑞利索末菲衍射 小孔边缘粗糙度 椭圆小孔 波前质量
哈尔滨工业大学 机械电子工程学院,黑龙江 哈尔滨 150001
为了满足微电子制造技术中不断提高的刻线边缘粗糙度测量与控制精度的要求,对使用原子力显微镜(AFM)测量刻线边缘粗糙度的影响因素进行了研究。基于图像处理技术从单晶硅刻线样本的AFM测量图像中提取出线边缘粗糙度,并确定出其量化表征的参数。然后,根据线边缘粗糙度测量与表征的特点,对各种影响因素,包括探针针尖尺寸与形状的非理想性、AFM扫描图像的噪声、扫描采样间隔、压电晶体驱动精度、悬臂梁振动以及线边缘检测算法中的自由参数等进行了理论和实验分析,并分别提出了抑制及修正的方法。研究表明,在分析各种可能导致测量误差的影响因素的基础上,消除或减小其影响,可以提高刻线边缘粗糙度测量的准确度,为实现纳米尺度刻线形貌测量的精度要求提供理论与方法上的支持。
纳米测量 线边缘粗糙度 原子力显微镜 测量误差分析 nanometrology Line Edge Roughness (LER) Atomic Force Microscope (AFM) measurement error analysis
