Absolute evaluation of a probe-tip shape for the reduction of uncertainty of linewidth calibration using an AFM

2018 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 16K18119
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Measurement engineering
• Research Institution: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• Principal Investigator: Kizu Ryosuke 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 研究員 (40760294)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 原子間力顕微鏡（AFM） / 線幅校正 / ナノ計測 / 不確かさ

Outline of Final Research Achievements

We developed a technique for correcting the probe-tip width from the result of linewidth measurement for reducing measurement uncertainty of linewidth calibration of nanoscale semiconductor line pattern using an AFM. The expanded uncertainty (a coverage factor: k=2) of the measured value was reduced from 13 nm, which is the previous value, to 1.0 nm. The reduction of the uncertainty related to tip convolution was greatly contributed to the reduction of the expanded uncertainty of linewidth calibration.

Free Research Field

計測工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

半導体デバイス製造において、微細加工技術で作製されたナノ構造の形状計測はデバイス性能や製造歩留まりの向上に欠かせない。また、計測装置間の結果のずれを防ぐためには、正確な（長さ標準にトレーサブルな）計測が重要となる。本研究では、半導体ラインパターンの代表的な形状評価パラメータである線幅を精密・正確に計測するために、AFM探針形状を高精度に補正する技術を開発した。その結果、微小なラインパターン線幅を拡張不確かさ1.0 nmで校正することが可能になった。