(续)2 利用CD-SEM的OVERLAY度量对于我们所进行的Overlay精度研究而言，找到一种适当、独立的基准测量方法非常重要。CD-SEM(线宽—扫描电子显微镜)方法因其自动化性能和较高的产出率，而被认为是适合于Overlay测量的方法(在研究中我们使用了KLA8100XP CD-SEM)。与光学的Overlay度量方法相比较，CD-SEM方法能够获得更高的放大倍率，而且还能够直接实施对裸晶结构的Overlay测量。尽管存在很多的局限性，我们还是会重视这一方法。通常光学透明的薄膜对电子束是不透明的，这意味着通过CD-SEM，是无法看到被薄膜(叠层)覆盖前一阶段的工艺层(基准boxes)，
在传感技术领域，0.18微米铜金属双重镶嵌工艺是集成电路制造中的关键技术，它涉及到多层结构的精确对准，确保各个层间的电路连接无误。在这样的工艺中，空间成像套刻精度是极其关键的一环，因为它直接影响芯片的性能和可靠性。本文主要讨论了使用CD-SEM（线宽-扫描电子显微镜）进行OVERLAY度量的技术及其在0.18μm铜金属双重镶嵌工艺中的应用。
CD-SEM作为一种高效的Overlay测量方法，具备高放大倍率和自动化的优势，使得对裸晶结构的直接测量成为可能。在研究中采用了KLA8100XP CD-SEM设备，它可以提供比光学测量更精细的分辨率。然而，CD-SEM也存在局限性，特别是在测量覆盖有光学透明薄膜的结构时，由于电子束无法穿透，无法观测到前一阶段的工艺层，即所谓的基准boxes。
在使用CD-SEM进行OVERLAY度量时，需要克服几个主要误差源。电子束与样品的相互作用，如充电效应和碳污染，可能影响测量结果的准确性。扫描过程中x轴和y轴的非正交性和放大倍率差异（纵横比）也是需要关注的问题。再者，束队列的校准也至关重要，以确保测量的一致性。此外，总诱导失真(TIS)在CD-SEM度量中的影响相对较小，但仍然需要考虑。
在验证CD-SEM作为基准测量方法的过程中，通过与光学的OVERLAY工具对比，对分割线上的标准OVERLAY对象进行了测量。虽然大型结构可能与CD-SEM的分辨率不完全匹配，但在Poly Gate层上建立了两者之间的相关性。实验结果显示，即使存在晶圆旋转引起的OVERLAY误差，光学和CD-SEM测量之间的配合仍表现出良好的一致性，最大偏差在15-20纳米的范围内。
在裸晶布局中寻找合适的结构用于测量是个挑战，理想的结构应具有直边和平行边对称，并且在当前层和前一阶段工艺层的边界上对称。由于在其他层找不到这样的结构，所以只能在Poly Gate层进行测量。通过比较分割线上光学OVERLAY测量和Poly Gate层的CD-SEM测量，发现两者之间的差异虽小但并非零，这提示我们需要优化曝光仪的模板参数，以减小这种差异。
0.18μm铜金属双重镶嵌工艺的空间成像套刻精度分析依赖于CD-SEM的OVERLAY测量技术，尽管面临多种误差源和结构选择的限制，但通过精确控制和优化，仍能实现高精度的对准。未来的努力将集中在如何进一步提高测量的准确性和减少不同测量方法间的差异，以提升整体工艺的质量。
