Назначение
Установка контроля линейных размеров КЛ-1 (далее - установка) предназначена для измерения линейных размеров элементов структур, сформированных на поверхности кремниевых полупроводниковых пластин диаметром 150 мм.
Описание
Принцип действия установки основан на сканировании сфокусированным пучком электронов с энергией порядка 1 кэВ участка поверхности исследуемой полупроводниковой пластины, детектировании вторичных электронов для формирования изображения на экране персонального компьютера синхронно с разверткой электронного пучка. Отношение размера изображения на экране к размеру растра на образце определяет увеличение установки.
Установка представляет собой напольную автоматизированную многофункциональную измерительную систему. По принципу работы установка представляет собой растровый электронный микроскоп, работающий в области низких ускоряющих напряжений для предотвращения деградации исследуемых полупроводниковых структур. Источником электронов является термополевой катод Шоттки. В электронно-оптической колонне электроны после электронной пушки ускоряются до энергии вплоть до 5 кэВ, фокусируются системами фокусировки и формируют развертку, проходя через отклоняющие катушки. При подходе к полупроводниковой пластине электроны пучка тормозятся электрическим полем, которое создается отрицательным электрическим потенциалом, приложенным к держателю пластины, обеспечивая энергию столкновения электронов пучка с полупроводниковой пластиной порядка 1 кэВ.
Конструктивно установка состоит из основного блока и стойки с управляющим компьютером. В свою очередь, основной блок включает электронно-оптическую систему, формирующую электронный зонд на поверхности полупроводниковой пластины, вакуумную систему, блок электроники и систему автоматической загрузки полупроводниковой пластины из приемной кассеты и ее позиционирования в рабочей камере. Вакуумная система установки включает
5 вакуумных насосов: ионные насосы электронной пушки и электронно-оптической колонны, турбомолекулярный насос рабочей камеры, насос предварительной откачки рабочей камеры и насос шлюзовой камеры. Система автоматической загрузки предназначена для уменьшения вероятности загрязнения полупроводниковых пластин и автоматизации измерений.
Проведение измерений линейных размеров элементов структур производится оператором по полученным изображениям выбранного участка полупроводниковой пластины либо в ручном режиме, либо в автоматическом. Для реализации автоматического режима выбирается предварительная область локализации края элемента структуры.
Общий вид установки контроля линейных размеров КЛ-1 представлен на рисунке 1. Пломбирование установки не предусмотрено.
Программное обеспечение
Управление установкой и обработка результатов измерений осуществляется с помощью ПЭВМ с использованием специализированного программного обеспечения (ПО) «feduklal». ПО «feduklal» позволяет проводить измерения линейных размеров элементов структур, сформированных на поверхности полупроводниковых пластин. ПО «feduklal» не может быть использовано отдельно от установки.
Идентификационные данные программного обеспечения указаны в таблице 1.
Таблица 1
| Идентификационное наименование ПО | fedukla1 |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | 4.01 R10 |
| Цифровой идентификатор ПО (контрольная сумма исполняемого кода) | 764072558fc7c3e7bd75ddf426df6d9a 731ff742fbd5dbf25la71593eb1a9593 |
| Алгоритм вычисления цифрового идентификатора ПО | согласно ГОСТ Р34.11-2012 |
Уровень защиты ПО соответствует типу «средний» согласно Р 50.2.077-2014.
Таблица 2 - Метрологические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| Диапазон измерений линейных размеров, мкм | от 0,1 до 10 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений линейных размеров, мкм (L - линейный размер, мкм) | ±(0,005+0,03-L) |
| СКО результатов измерений ширины линии, нм, не более | 4 |
Таблица 3 - Основные технические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| Диапазон значений увеличения, крат | от 2340 до 400000 |
| Энергия электронов пучка при подлете к образцу, кэВ | от 0,4 до 1,5 |
| Диаметр измеряемых пластин, мм | 150 |
| Масса, кг, не более - основной блок; - стойка с управляющим компьютером. | 1640 45 |
| Габаритные размеры основных составных частей (ДкШхВ) не более, мм3: - основной блок - стойка с управляющим компьютером | 1200x2280x1800 620x740x1670 |
| Условия эксплуатации: - температура окружающей среды, °С -относительная влажность воздуха, % | от +20 до +24 от 40 до 50 |
| Напряжение питания от сети переменного тока частотой 50 Гц, В | 120 |
| Потребляемая электрическая мощность, кВт, не более | 3 |
Знак утверждения типа
наносится на боковую панель основного блока установки в виде наклейки, и на титульный лист эксплуатационной документации типографским способом.
Комплектность
Таблица 4 - Комплектность средства измерений
| Наименование | Обозначение | Количество |
| Установка контроля линейных размеров | КЛ-1 | 1 шт. |
| Руководство по эксплуатации | - | 1 экз. |
| Методика поверки | - | 1 экз. |
Поверка
осуществляется по документу МП 78519-20 «Установка контроля линейных размеров КЛ-1. Методика поверки», утвержденному АО «НИЦПВ» 11 марта 2020 г.
Основные средства поверки:
-мера ширины и периода специальная МШПС-2.0К (рег. №33598-06).
Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик поверяемой установки с требуемой точностью.
Знак поверки наносится на боковую панель основного блока установки в виде наклейки, как показано на рисунке 1 и на свидетельство о поверке.
Сведения о методах измерений
приведены в эксплуатационной документации.
Нормативные документы, устанавливающие требования к установке контроля линейных размеров КЛ-1
Приказ Росстандарта от 29.12.2018 №2840 Об утверждении государственной поверочной схемы для средств измерений длины в диапазоне от 1 • 10-9 до 100 м и длин волн в диапазоне от 0,2 до 50 мкм
78519-20: Методика поверкиСкачать3.1 Мб