一、引言

在半導(dǎo)體制造、微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）等高新技術(shù)領(lǐng)域，1um 以下光刻深度、凹槽深度和寬度的精確測(cè)量至關(guān)重要。這類微小尺寸的測(cè)量精度直接影響產(chǎn)品性能與質(zhì)量，但因其尺寸微小，測(cè)量面臨諸多挑戰(zhàn)，亟需合適的測(cè)量技術(shù)與方法。

二、測(cè)量挑戰(zhàn)

1um 以下的光刻結(jié)構(gòu)與凹槽尺寸極小，傳統(tǒng)測(cè)量方法難以滿足精度要求。一方面，測(cè)量工具的分辨率需達(dá)到亞微米甚至納米級(jí)別；另一方面，測(cè)量過(guò)程中易受外界因素干擾，如環(huán)境振動(dòng)、溫度變化等，且微小結(jié)構(gòu)易因測(cè)量力產(chǎn)生形變，影響測(cè)量準(zhǔn)確性 。

三、常用測(cè)量技術(shù)

（一）白光干涉測(cè)量技術(shù)

白光干涉技術(shù)基于光的干涉原理，通過(guò)獲取干涉條紋信息來(lái)實(shí)現(xiàn)微小尺寸測(cè)量。其具有非接觸、高精度等特點(diǎn)，能夠分辨微米甚至亞微米級(jí)的高度變化。對(duì)于 1um 以下的光刻深度和凹槽深度測(cè)量，白光干涉儀可利用短相干特性，精確分析不同位置的光程差，進(jìn)而得到深度信息。同時(shí)，通過(guò)圖像處理技術(shù)，也能實(shí)現(xiàn)凹槽寬度的測(cè)量 。

（二）掃描電子顯微鏡（SEM）測(cè)量技術(shù)

掃描電子顯微鏡利用聚焦的電子束掃描樣品表面，通過(guò)檢測(cè)二次電子等信號(hào)來(lái)獲取樣品表面形貌。SEM 具有極高的分辨率，能夠清晰呈現(xiàn) 1um 以下光刻結(jié)構(gòu)和凹槽的細(xì)節(jié)，可直接測(cè)量深度和寬度。其優(yōu)勢(shì)在于能夠提供高放大倍數(shù)的圖像，但測(cè)量過(guò)程中電子束可能會(huì)對(duì)樣品產(chǎn)生一定損傷，且制樣過(guò)程相對(duì)復(fù)雜 。

（三）原子力顯微鏡（AFM）測(cè)量技術(shù)

原子力顯微鏡通過(guò)檢測(cè)探針與樣品表面的相互作用力來(lái)獲取表面形貌。在 1um 以下微小尺寸測(cè)量中，AFM 具有納米級(jí)的測(cè)量精度，可對(duì)光刻深度和凹槽進(jìn)行三維形貌測(cè)量，準(zhǔn)確得到深度和寬度數(shù)據(jù)。不過(guò)，AFM 的測(cè)量范圍相對(duì)較小，測(cè)量速度較慢 。

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