为什么PR厚度测量有特殊性?
光刻胶与普通介质膜不同,有几个特点决定了测量方法的选择:
1,对光敏感:曝光波长的光会使PR发生反应,测量时必须避开曝光波长软质
2,接触式测量(触针)可能划伤或压陷胶面
3,厚度范围宽:从EUV的20nm到MEMS厚胶的50μm跨越三个数量级
4,涂胶后必须快速测量,不能等待主要测量方法?
椭偏仪——薄胶首选(<5μm)反射光谱法(Reflectometry)——中等厚度测量白光干涉仪扫描电镜截面测量台阶仪
| 对比项 | 椭偏仪 | 反射光谱法 | 白光干涉仪 | 台阶仪 | SEM截面 |
|---|---|---|---|---|---|
| 适用厚度 | 20nm–5μm | 200nm–20μm | 1–100μm | 10nm–1mm | 1nm–1mm |
| 破坏性 | 无损 | 无损 | 无损 | 轻微(触针接触) | 破坏性 |
| 测量速度 | 5–30秒 | <1秒 | 1–5分钟 | 2–10分钟 | 2–4小时(含制样) |
| 测量参数 | t、n、k同时 | 仅t(需预知n) | t、表面形貌 | 仅t(直接高度差) | t、侧壁形貌、角度 |
| 精度 | ±0.1nm | ±1nm | ±1nm | ±1nm | ±2% |
| 是否需要台阶 | 否 | 否 | 否 | 是(必须预制) | 否 |
| 是否需要预知n | 否(自动拟合) | 是 | 否 | 否 | 否 |
| 光源限制 | 须避开曝光波长 | 须避开曝光波长 | 可见光无限制 | 无(物理接触) | 无 |
| 在线集成难度 | 中等 | 容易,TRACK标配 | 较难 | 较难 | 不可能 |
| 设备成本 | 高(100–300万) | 低(20–50万) | 中(50–150万) | 低(10–30万) | 极高(300万+) |
| 对厚胶适用性 | ❌ >5μm精度差 | ✅ 中等厚度好 | ✅ 厚胶效果好 | ✅ 全范围最佳 | ✅ 全范围 |
| 对薄胶适用性 | ✅ 最优 | ⚠️ <200nm精度下降 | ❌ <1μm干涉不足 | ⚠️ 触针可能压陷软胶 | ✅ 但破坏样品 |
| 图形截面信息 | 无 | 无 | 有表面形貌 | 有表面轮廓 | 有截面形貌+侧壁角 |
| 主要用途 | 精密测量+建光学常数库 | 在线100%检测 | 厚胶+表面形貌 | 厚胶基准+校准其他方法 | 失效分析+工艺开发 |
| MEMS厚胶适用 | ❌ | ⚠️ 勉强 | ✅ | ✅ 首选 | ✅ |
| 最大局限 | 厚胶多解问题 | 必须预知折射率n | 薄胶干涉条纹不足 | 必须预制台阶 | 制样耗时,不可恢复 |
选择逻辑总结:
追求精度+需要光学常数→ 椭偏仪追求速度+在线集成→ 反射光谱法厚胶+需要表面形貌→ 白光干涉仪mems厚胶→ 台阶仪失效分析+需要截面信息→ SEM截面
目前我们有cmp,光刻,镀膜,键合,量检测的技术群,如需进群,请加Tom微,防失联,V:wafer58
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