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线边缘粗糙度 (LER) 的测量最近已成为光刻计量学界和整个半导体行业关注的话题。高级计量咨询小组 (AMAG) 是一个由国际 SEMATECH (ISMT) 联盟成员公司和美国国家标准与技术研究所 (NIST) 的首席计量学家组成的委员会，该委员会正在开展一项研究 LER 指标并指导关键尺寸扫描电子显微镜 (CD-SEM) 供应商社区采用半导体行业支持的标准化解决方案。2003 年国际半导体技术路线图 (ITRS) 为粗糙度提供了新的定义。ITRS 设想了边缘和宽度粗糙度的均方根测量。还有其他可能的指标，其中一些将在此处进行调查。ITRS 设想将均方根测量限制在粗糙度波长范围内，并且测量重复性优于指定的公差。本研究解决了满足这些规范所需的测量选择。推导出必须测量的线长和沿该长度测量位置间距的表达式。结果表明，图像中的噪声会产生粗糙度测量误差，这些误差既有随机成分，也有非随机成分（即偏差）。在特殊测试图案中报告了对紫外线抗蚀剂和多晶硅的测量结果，这些材料的粗糙度是典型的。这些测量结果表明，粗糙度测量对噪声的敏感度主要取决于边缘检测算法的选择和聚焦的质量。当使用基于模型或 S 形拟合算法并且图像聚焦良好时，测量对噪声的敏感度较低。使用测得的紫外线抗蚀剂线的粗糙度特性并应用 90 nm 技术节点的 ITRS 要求，推导出的采样长度和采样间隔表达式意味着必须以 7.5 nm 或更短的间隔测量至少为节点 8 倍的线长（即 720 nm）。
确定 CD-SEM 线边缘粗糙度测量的最佳参数
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