O kalibracji elektronowego mikroskopu skaningowego do pomiaru wymiarów w zakresie nanometrowym

Volodarski, E.; Koshewa, L.; Warsza, Z. L.; Shantyr, A.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

O kalibracji elektronowego mikroskopu skaningowego do pomiaru wymiarów w zakresie nanometrowym

Autorzy

Volodarski E. , Koshewa L. , Warsza Z. L. , Shantyr A.

Identyfikatory

Warianty tytułu

About calibration of the scanning electron microscope for measurement of dimensions in the nanometer range

Języki publikacji

Abstrakty

Przeprowadzono analizę metod i sposobu kalibracji skaningowego mikroskopu elektronowego (SEM) w celu określenia optymalnych wartości jego podstawowych parametrów z punktu widzenia minimalizacji ich wpływu na niepewność wyników pomiaru wymiarów w zakresie nanometrowym. Podano wzory na niepewność pomiarów średnicy wiązki elektronów i współczynnika skali ekranu (powiększenia) tego mikroskopu. Wykazano, że przy wyborze parametrów pracy, dla osiągnięcia wymaganej dokładności kalibracji należy uwzględniać pozytywny wpływ poziomu napięcia przyspieszającego elektrony na rozdzielczość i wpływ negatywny na powtarzalność wskazań oraz przyjąć miedzy nimi pewien kompromis. Rozważania zilustrowano przykładem liczbowym.

The paper analyzes the methods and means of the calibration scanning electron microscope (SEM) to determine the optimal values of the SEM basic characteristics in terms of their impact on the uncertainty of the results. Given are patterns of the measurement uncertainty of the electron beam diameter and of display scale factor (zoom) of the microscope. It is shown that for achievement of the required exactness of calibration at the choice of the mode of work of microscope it is necessary to take into account influence of voltage level of acceleration on the resolving power the SEM from one side, and the accuracy of results, on the other hand, that is a compromise task. Numerical example is also included.

Słowa kluczowe

skaningowy mikroskop elektronowy niepewność pomiarów kalibracja struktura wzorcowa

scanning electron microscope uncertainty of measurement calibration

Wydawca

Wydawnictwo SIGMA-NOT

Czasopismo

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

Rocznik

2013

Tom

Vol. 54, nr 2

Strony

64--67

Opis fizyczny

Bibliogr. 15 poz., wykr.

Twórcy

autor

Volodarski E.

autor

Koshewa L.

autor

Warsza Z. L.

autor

Shantyr A.

Narodowy Uniwersytet Techniczny Ukrainy - Politechnika Kijowska

Bibliografia

[1] ISO/IEC 17025-2005, General requirements for the competence of testing and calibration laboratories.
[2] Piotrowski J., Kostyrko K.: Wzorcowanie aparatury pomiarowej. Wydawnictwo Naukowe PWN 2012.
[3] Gomev E. S., Novikov Yu. A., Ozerin Yu. V. et al.: SEM Linear Measurement in a Wide Magnification Range. „Russian Microelectronics” 2004. Vol.33, no.6, p. 342-349.
[4] Bulygin F. V., Lyaskovskii V. L.: An investigation of methods of measuring the diameter of the electron probe of scanning electron microscopes using modern nanometer band standard measures. Measurement Techniques (Springer) 2010 Vol.53, n.9, p. 996-1001. (Translated from Metrologiya (ros.) 2010 n.7, p. 34-43).
[5] Danilova M. A., Mityukhlyaev V. В., Novikov Yu. A. et al.: Atest object with three certified linewidth dimensions for a scanning electron microscope. „Measurement Techniques” (Springer) 2008. Vol. 51, no. 9. p. 998-1003. (Translated from „Izmeritel'naya Tekhnika” (ros.) 2008. n.9, s. 49-52).
[6] Frase C. G. et al.: Nanoscale Calibration Standards and Methods: Dimensional and Related Measurements in the Micro - and Nanometer Range. WILEY-VCH Verlag GmbH and Co. KgaA, Weinheim 2005.
[7] Gornev E. S., Novikov Yu. A., Ozerin Yu. V. et al.: Linear standard for SEM-AFM microelectronics dimensional metrology in the range 0.01-100 μm. „Metrology” 2002. Vol. 31, no. 4. p. 207-223.
[8] Novikov Yu. A., Rakov A. V., Todua P. A. et al.: Calibrating a scanning electron microscope in two coordinates by the use of one certified dimension. „Measurement Techniques” (Springer) 2008. Vol. 51, no. 6. p. 605-608. (Translated from „Izmeritel'naya Tekhnika” (ros.) 2008. n. 6, s. 18-20).
[9] GOST R 8.636-2007, The State System of Measurements: Scanning Electron Microscopes: Calibration Methods.
[10] Nikitin A. V.: Use of mathematical modeling for measurements of nanodimensions in microelectronics. Measurement Techn., 54, No. 12, 2011 p. 1346-1352. (Izmeritel/naya Tekhnika, No. 12, 2011 p. 5-29).
[11] Nikitin A. V.: Size measurements in microelectronic technology Measurement Techniques November 2012, Volume 55, Issue 8, pp. 867-875 (Transl. from Izmeritel'naya Tekhnika, 2012 n. 8, pp. 15-20).
[12] Standard Practice for Calibrating the Magnification of a Scanning Electron Microscope. American Society for Standards & Materials, Conshohocken, PA. E766-98.
[13] 16700 Microbeam analysis - Scanning electron microscopy - Guide-lines for Calibrating Image Magnification. International Standards Organization, Geneva, Switzerland, DIS (Draft in Standard).
[14] Huebner Uwe, Boucher R. et al: A lateral nanoscale linewidth/pitch standard for every day calibration of high-resolution microscopy techniques. Microelectronic Engineering 84 (2007) p. 1797-1800.
[15] Warsza Z. L.: Szacowanie niepewności w pomiarach z autokorelacją obserwacji. Elektronika (dział: Technika Sensorowa) 2012 nr 8, s. 108-113.

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-article-BWAN-0020-0066