韩志国 李锁印 冯亚南 赵 琳 吴爱华

（中国电子科技集团公司第十三研究所 石家庄 050051）

1 引言

随着纳米科技、生命科学的蓬勃发展，越来越多的关键尺寸测量仪器应用于前沿科学研究、产品设计和大规模生产的过程质量控制中。关键尺寸测量仪器主要包括：扫描电子显微镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）、光学关键尺寸测量系统（OCD）等等。其中，应用最为广泛的是扫描电子显微镜。该类仪器主要用于观察、分析在微米或纳米范围内所发生的物理、化学现象和相关参量的准确测量。在微电子行业中，其最直接的应用是解决芯片制造过程中大量的线条尺寸的测量问题，例如微波器件上的栅条宽度测量、微电子芯片上的线条宽度测量等等［1～3］。

鉴于关键尺寸测量仪器的重要性，国内外很多技术机构都开展了相关仪器校准技术的研究工作，目前主流的校准方案是使用单一线条的线宽标准样片来校准相关仪器，线宽标准样片的标称值从25nm～1000nm［4～6］。以扫描电子显微镜为例，其放大倍数从几十倍到几十万倍，线宽标准样片可实现扫描电子显微镜最大放大倍数下的量值校准，确保仪器的测量准确度。然而，线宽标准样片是单一线条的样片，即在一块厘米量级的晶片上通过半导体工艺加工出单一量值的线条，如晶片尺寸为10mm×10mm。当扫描电子显微镜的放大倍数达到十万倍量级时，其视场尺寸仅为微米量级，该视场的大小仅为线宽标准样片大小的一亿分之一，直接使用扫描电子显微镜在线宽标准样片上寻找标准线条犹如大海捞针。……