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光刻胶的厚度如何测量?

05/27 10:58
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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 是(必须预制)
是否需要预知n 否(自动拟合)
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)
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 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

 

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