Научный журнал
Успехи современного естествознания
ISSN 1681-7494
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,736

МОДЕЛИРОВАНИЕ И КОМПЬЮТЕРНАЯ ОБРАБОТКА ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕМЕНТОВ ТОПОЛОГИИ ИМС НА ОСНОВЕ ДИФРАКТОМЕТРИИ В МИКРО- И НАНОЭЛЕКТРОНИКИ

Истомина Н.Л. Спыну М.В.
В настоящее время размеры элементов топологии (ЭТ) интегральных микросхем находятся в субмикронном диапазоне. Измерение геометрических размеров при этом связано с созданием метрологического обеспечения [1-3]. Имеющиеся математические модели индикатрис, разработанные для шероховатых металлических поверхностей [4], не подходят для описания излучения, отраженного от периодической структуры, в виде решетки.

В работе [2] показано, что реально получаемым ЭТ соответствует модель трапециевидного профиля с запыленными боковыми поверхностями. Причем их угол наклона сильно влияет на относительную интенсивность дифракционного спектра. В плоскости падения излучения решение получено в приближении скалярной теории дифракции на поверхности сложной формы, представляющей собой трапециевидную периодическую структуру с периодом d, нижним основанием трапеции (a+b), верхним основанием трапеции b и высотой трапеции h. Эффект взаимодействия между падающим излучением и поверхностью ЭТ выражается в виде отдельной фазовой задержки exp{i*k*F(x)}, где k - волновое число, a F(x) - функциональная зависимость, выражающая форму профиля поверхности ЭТ, которая с помощью Фурье преобразования может быть выражена как

.

Через вычисления коэффициентов разложения Вn получено выражение для определения интенсивности отражаемого от трапециевидной решетки монохроматического излучения в дальней зоне для экстремальных точек - главных дифракционных максимумов.

де kH+KnB=α, kH-KnB=β, Kn(B+A)=γ, KnD=ψ, K= , k= , В, A, D, Н - параметры решетки.

Эта зависимость отличается от решения полученного в работе [5] для периодических МЭС, не учитывающего специфики ЭТ МЭС - наличие склонов травления и разных коэффициентов отражения от дна, вершин и склонов.

В ходе аддитивных и субтрактивных процессов коэффициент отражения изменяется, что приводит к изменению спектральных характеристик при неизменных геометрических характеристиках.

Свойства симметрии в дифракции Фраунгофера не нарушаются при изменении коэффициентов отражения, но при возникновении ассиметрии в профиле ЭТ эти свойства нарушаются.

При наклонном падении зондирующего излучения в плоскости параллельной штрихам решетки и совпадающей с нормалью к ее поверхности, можно добиться того, что индикатрисы рассеивания излучения в главные дифракционные максимумы старших порядков будут иметь достаточные величины малых осей эллипсоидов вращения, чтобы использовать из размеры в вычислениях шероховатости поверхности.

Используя вышеприведенную зависимость для моделирования дифракционного спектра, образованного при нормальном падении зондирующего монохроматического излучения на диэлектрическую тест-структуру с ЭТ субмикронного диапазона, был создан банк данных.

С помощью компьютерного моделирования были синтезированы виртуальные объекты, позволяющие изучать особенности дифракции на непрозрачных тест-структуры с трапециевидной топологией и разными коэффициентами отражения. При получении набора экспериментальных интенсивностей происходит оценивание каждой интенсивности In согласно принятой шкале оценок и из всего массива синтезированных спектров выбираются те, которые имеют наибольшее подобие экспериментальному дифракционному спектру. Затем шаг дробится и процедура повторяется снова.

Программная реализация разрабатываемой методики измерения включает в себя базу данных, математический аппарат для расчета интенсивности дифракционных спектров и синтеза спектров, имитирующих образ реального тест-объекта.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Валиев К.А. Физика субмикронной литографии. - М.: Наука, 1990. - 528 с.
  2. Беклемишев Н.Н., Беневоленский С.Б., Истомина Н.Л. Повышение точности дифрактометрического метода измерения размеров элементов топологии микроэлектронных структур. - Микроэлектроника, 1998, т. 27, №6, с. 448-451
  3. Тудоа П.А., Быков В.А., Волк Ч.П. и др. Метрологическое обеспечение измерений длины в микрометровом и нанометровом диапазонах и их внедрение в микроэлектронику и нанотехнологию. Часть I. - Микросистемная техника, 2004, №1, с. 38-44
  4. Холопов Г.К. Математическая модель рассеивающих свойств диэлектрических поверхностей. - Оптический журнал, 2000, т. 67, вып. 10, с. 31-39.
  5. Волков В.В., Герасимов П.Л., Капаев В.В., Ларионов Ю.В. Оптические методы измерения размеров элементов топологии БИС и СБИС. - Микроэлектроника, 1980, т. 9, вып.6, с. 554-563

Библиографическая ссылка

Истомина Н.Л., Спыну М.В. МОДЕЛИРОВАНИЕ И КОМПЬЮТЕРНАЯ ОБРАБОТКА ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕМЕНТОВ ТОПОЛОГИИ ИМС НА ОСНОВЕ ДИФРАКТОМЕТРИИ В МИКРО- И НАНОЭЛЕКТРОНИКИ // Успехи современного естествознания. – 2005. – № 2. – С. 72-73;
URL: http://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=8023 (дата обращения: 16.10.2019).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074