Modern Scanning Electron Microscopy. 2. Test objects for Scanning Electron Microscopy

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The review of the test objects intended for calibration of scanning electron microscopes and researches to secondary electronic emission of a relief surface of a solid state in scanning electron microscope is carried out. The test objects are divided on two parameters – kind of a relief and structure of a relief. By the form of relief the test objects are divided on single, pitch and periodic. On a structure of a relief of the test objects are divided into objects with a rectangular structure and objects with a trapezoid structure with the large and small corners of an inclination of lateral walls. The examples of such the test objects are given. Their characteristics and methods of certification of parameters are described. The advantages and lacks of the test objects are considered. Is shown, that the best characteristics have the tests objects representing pitch structures consisting of trapezoid trenches with the large corners of an inclination of lateral walls. The test objects are created in monosilicon with of a surface orientation by {100} by method liquid anisotropic etching of silicon. These test objects allow defining all characteristics scanning electron microscopes, influencing on measurement of the linear sizes of relief structures used in microelectronics and nanotechnology. With their help it is possible to carry out correlation measurements, which raise accuracy of calibration scanning electron microscopes up to ten times.

About the authors

Yu. A. Novikov

Prokhorov General Physics Institute of the RAS

Author for correspondence.
Email: nya@kapella.gpi.ru
Russia, 119991, Moscow

References

  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

Copyright (c) 2023 Ю.А. Новиков

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies