分析醫療設備計量檢定管理系統的設計

翁園園

湖州衡鼎產品檢測中心 浙江湖州 313000

近年來，測量不確定度（MU）的概念已經取代了精度。例如透射電子顯微鏡或原子力顯微鏡。垂直軸顯示內嵌計量工具的測量結果，例如臨界尺寸-掃描電子顯微鏡或散射計。用其與線性回歸的總偏差計算出的MUI值，用MU法對測量系統的質量進行評價。在這種情況下，相關性只顯示出線性回歸線的變化。這種變化是由內嵌計量工具的隨機變化引起的。然而，實際的模式形狀是由生產過程中的過程變化而改變的。

1 VMS 的概念

該系統是使用參考計量和內聯計量工具相結合建立的。目標晶圓是由具有設定采樣率（A）的測量工具和內嵌計量工具來測量的。測量結果與VMS 系統相吻合，并進行了計算。如果根據MU 準則計算的VMS 結果“不符合規范”，則根據VMS 結果的計算結果對內嵌計量工具進行優化。計量工具可分為三大類：內嵌計量工具、內聯參考計量工具和離線參考工具，在線計量工具可以進行高通量和無損觀測，但對過程變化存在魯棒性問題。內嵌參考計量學工具具有健壯性強、無破壞性的優點，但吞吐量較低。離線參考測量工具可以通過橫截面的直角測量來實現高精度的測量，但具有破壞性，因此，這種內嵌式的計量判斷是一種錯誤的警報。其中只改變了測量結果。內嵌計量學結果在規范范圍內，對此晶片進行ASPAASS判斷，“但參考計量學結果不符合規定，實際圖形形狀因工藝變化而改變，內嵌計量工具對測量過程變化不具有足夠的靈敏度。只有內嵌計量工具的計量系統有誤判的風險，但使用VMS 可以檢測由于測量靈敏度和魯棒性問題所造成的滿足系統的誤差[1]。

2 分析醫療設備計量檢定管理系統的設計

2.1 探測器

檢測由表面結構引起的唯一散射信號。建立GI-SAXS 的測量模型，并對其進行了計算，以擬合實驗中的散射信號。GI-SAXS采用全外反射信號，具有很短的波長輻射。因此，GI-SAXS 具有較高的測量精度。評價了散射法和GI-SAXS 在制造工藝變化中的測量魯棒性。散射測量和GI-SAXS 的結構模型：（A）橫截面掃描電鏡（SEM）圖像，（B）散射模型和（C）GI-SAXS 模型。第二次蝕刻過程只產生了表面層的線空間pat-terns。測量目標為直線高度，由于Si 刻蝕條件1 和2 的變化，Si 線的截面形狀變化很小。對于線高測量，散射測量是一種基于可見光波長橢圓偏振光測量的光學計量系統。輻照光能穿透表面和內部結構。因此，必須建立一個完整的二維或三維結構的散射模型，并設置大量的浮動參數。這個模型是用硅和多晶硅線型的多梯形零件構造的。將浮點參數設為測線高度的8 個參數。每個零件的光學常數是一個常數[2]。

2.2 橫截面

該GI-SAXS 模型是由頂部和底部四舍五入的單梯形零件構成的。GI-SAXS 模型是一種比散射計模型更簡單的結構，浮動參數的個數為5 個參數。由于入射x 射線照射在總外反射條件下，GISAXS 只檢測到表面結構信息。與橫截面掃描電鏡比較，腐蝕條件1 和2 的散射測量結果均有2。3nm 的偏移。散射計可以利用可見光檢測底層信息，對底層形狀變化也很敏感。從GISAXS 到刻蝕條件1 和2 的高度與橫截面SEM 測量相比，只有0。6nm 的偏置和良好的測量線性。這些結果表明，GI-SAXS 對身高有較好的敏感性，并具有非破壞性的內標參考計量學的優點。然而，這兩種技術在吞吐量上存在很大的差距，散射測量和GI-SAXS 的測量次數分別為3 和120s。因此，將散射測量和GI-SAXS 相結合，可以提高測量系統的性能。

3 VMS 的成本分析

內嵌參考工具的測量時間比內嵌計量工具的測量時間長得多，如果只使用參考工具，就會造成較高的計量成本。VMS 采用參考工具和內聯工具相結合的方法，通過檢測誤報來提高測量的性能[3]。因此，對虛警情況下VMS 的成本進行了分析。參考計量學結果沒有很大的差異，然而，內嵌計量學結果檢測到了很大的跳躍。這種跳轉會導致不可預測的過程變化，并在內聯計量學結果的恢復點繼續進行。超過規格上限的面積（USL）顯示虛警損失。從跳躍點到反沖點的間隔被設置為一個移位周期。通過對VMS 結果的監測，與不使用VMS 的計量系統相比，可以檢測出在線計量系統的性能衰減。因此，使用VMS 可以減少虛警損失。總成本為虛警損失和計量成本之和。VMS 對降低總成本具有較低的采樣效果。同時，根據工藝質量對參考樣品的采樣頻率進行優化[4]。

4 結語

隨著半導體器件圖形尺寸的縮小，對內嵌計量的測量精度提出了更高的要求。在線質量控制要求先進的工藝控制（APC）技術，不僅需要更高精度的尺寸收縮技術，而且還需要更高精度的工藝控制技術。