測長SEM

測長SEMは走査型電子顕微鏡の技術を応用した装置です。
半導体等のウエーハ上に形成されたパターンの寸法計測用に特化した装置で、電子デバイスの製造ラインで使用されることが普通です。
ここでは、測長SEMについてお話しますから、興味のある方はぜひ最後まで目を通してください。

パターンの寸法を測定する

半導体製造において使用される測長SEMは、Critical Dimension-Scanning Electron Microscopeのことを指します。
先ほども言ったように、ウエーハの上に造られたパターンの寸法を測定するためだけに用いられている装置で、製造ラインで使われている機器です。

現像後のフォトレジストパターンの寸法設計に用いられたり、エッチングをしたあとの配線幅、コンタクトホール径などの測定にも利用されます。
さまざまなメーカーから機器がリリースされていますが、特に日立が1984年にリリースした機器は発売から30年以上経った現在でも第一線で活躍しています。

特徴について

SEMという言葉は既にこのサイトでも何度か出てきましたよね。
しかし、いったい何が違うのか、一般的なSEMと何が異なるのかという疑問を抱いてしまった方も多いはず。

違いはいくつかあるのですが、一つにはウエーハ用の微細寸法設計に特化することで測定をオートマティック化したということが挙げられます。
機能と用途を絞り込むほど高性能な機器になる、というのは理解できると思いますが、この測長SEMがまさにそれです。

ウエーハ上のパターン寸法を測定することだけに特化していますから、ムダな機能は一切省いています。
これによって測定を自動化することに成功し、よりスムーズで精度の高い測定が可能となりました。

測定の原理

測長SEMによる測定の原理ですが、計測には画像のコントラスト信号を用いています。
画像上で計測箇所を指定し、その場所のラインプロファイルを求めます。
ラインプロファイルとは何ぞや?と思った方もいるでしょうが、これは計測する部分のコントラストを高さ方向にとった分布線のようなもの、と考えると良いでしょう。

このラインプロファイルを用いて測定したい場所の寸法を測ります。
画像の倍率や測定区間の画素数カウントによって自動的に寸法が算出されるようになっています。

ネットで探すと画像例なども見ることができますから、もっと深く知りたい方はインターネットで検索してくださいね。
測長SEMの特徴などについてご紹介しましたが、いかがだったでしょう。
少し難しかったかもしれませんが、一応知識として覚えておくといつか役に立つ日がくるかもしれません。