引言

在半導(dǎo)體制造與微納加工領(lǐng)域，光刻圖形線寬變化直接影響器件性能與集成度。精確控制光刻圖形線寬是保障工藝精度的關(guān)鍵。本文將介紹改善光刻圖形線寬變化的方法，并探討白光干涉儀在光刻圖形測(cè)量中的應(yīng)用。

改善光刻圖形線寬變化的方法

優(yōu)化曝光工藝參數(shù)

曝光是決定光刻圖形線寬的關(guān)鍵步驟。精確控制曝光劑量，可避免因曝光過(guò)度導(dǎo)致光刻膠過(guò)度反應(yīng)，使線寬變寬；或曝光不足造成線寬變窄。采用先進(jìn)的曝光設(shè)備，如極紫外（EUV）光刻機(jī)，利用其更短的波長(zhǎng)減少光的衍射效應(yīng)，提高曝光分辨率，從而降低線寬變化。同時(shí)，通過(guò)優(yōu)化光源的均勻性，確保晶圓表面各處光刻膠接受的曝光劑量一致，減少線寬的不均勻性。

改進(jìn)顯影工藝

顯影工藝對(duì)光刻圖形線寬有重要影響。選擇合適的顯影液濃度和顯影時(shí)間，可防止顯影不足或過(guò)度。顯影液濃度過(guò)高、時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，會(huì)導(dǎo)致光刻膠過(guò)度溶解，線寬變窄；反之，則會(huì)使線寬變寬。采用動(dòng)態(tài)顯影技術(shù)，如噴霧顯影，可使顯影液更均勻地作用于光刻膠表面，提高顯影的一致性，有效改善線寬變化。此外，對(duì)顯影液的溫度進(jìn)行精確控制，維持顯影過(guò)程的穩(wěn)定性 。

控制工藝環(huán)境

工藝環(huán)境因素如溫度、濕度和潔凈度會(huì)影響光刻圖形線寬。保持恒定的溫度和濕度，避免光刻膠因環(huán)境變化發(fā)生膨脹或收縮，從而引起線寬波動(dòng)。嚴(yán)格控制車(chē)間內(nèi)的潔凈度，防止灰塵等顆粒污染物落在光刻膠表面，影響曝光和顯影效果，導(dǎo)致線寬異常。建立嚴(yán)格的環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并調(diào)整環(huán)境參數(shù) 。

白光干涉儀在光刻圖形測(cè)量中的應(yīng)用

測(cè)量原理

白光干涉儀基于白光干涉原理，通過(guò)對(duì)比參考光束與光刻圖形表面反射光束的光程差，將光強(qiáng)分布轉(zhuǎn)化為表面高度信息。由于白光包含多種波長(zhǎng)，僅在光程差為零的位置形成清晰干涉條紋，利用這一特性，可實(shí)現(xiàn)納米級(jí)精度的光刻圖形形貌測(cè)量，精準(zhǔn)獲取光刻圖形的線寬等關(guān)鍵尺寸信息 。

測(cè)量過(guò)程

將完成光刻工藝的樣品放置于白光干涉儀載物臺(tái)上，利用顯微鏡初步定位待測(cè)光刻圖形區(qū)域。精確調(diào)節(jié)干涉儀的光路參數(shù)，獲取清晰干涉條紋圖像。通過(guò)專業(yè)軟件對(duì)干涉圖像進(jìn)行相位解包裹等處理，計(jì)算出光刻圖形的線寬、深度、側(cè)壁角度等關(guān)鍵參數(shù)，為評(píng)估光刻圖形質(zhì)量提供數(shù)據(jù)支持 。

優(yōu)勢(shì)

白光干涉儀采用非接觸式測(cè)量，避免對(duì)光刻圖形造成物理?yè)p傷，適用于脆弱的微小光刻結(jié)構(gòu)檢測(cè)；具備快速測(cè)量能力，可實(shí)現(xiàn)對(duì)大量光刻圖形的批量檢測(cè)，滿足生產(chǎn)線高效檢測(cè)需求；其三維表面形貌可視化功能，便于工程師直觀觀察光刻圖形的質(zhì)量狀況，快速定位線寬變化問(wèn)題，及時(shí)調(diào)整光刻工藝參數(shù) 。

TopMap Micro View白光干涉3D輪廓儀

一款可以“實(shí)時(shí)”動(dòng)態(tài)/靜態(tài) 微納級(jí)3D輪廓測(cè)量的白光干涉儀

1)一改傳統(tǒng)白光干涉操作復(fù)雜的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)一鍵智能聚焦掃描，亞納米精度下實(shí)現(xiàn)卓越的重復(fù)性表現(xiàn)。

2)系統(tǒng)集成CST連續(xù)掃描技術(shù)，Z向測(cè)量范圍高達(dá)100mm，不受物鏡放大倍率的影響的高精度垂直分辨率，為復(fù)雜形貌測(cè)量提供全面解決方案。

3）可搭載多普勒激光測(cè)振系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)“動(dòng)態(tài)”3D輪廓測(cè)量。

實(shí)際案例

1，優(yōu)于1nm分辨率，輕松測(cè)量硅片表面粗糙度測(cè)量，Ra=0.7nm

2，毫米級(jí)視野，實(shí)現(xiàn)5nm-有機(jī)油膜厚度掃描

3，卓越的“高深寬比”測(cè)量能力，實(shí)現(xiàn)光刻圖形凹槽深度和開(kāi)口寬度測(cè)量。

審核編輯 黃宇