光刻胶厚度测量应用

正文

光刻胶厚度测量应用

本文旨在通过烘焙样品和两个部分烘焙的光刻胶样品来阐明测量过程。光刻胶测量使用 500nm-1000nm 波长范围进行，以尽量减少吸收的影响。

步骤 1. 确定光刻胶的光学常数

许多光刻胶已在材料库中定义。在这种情况下无需执行任何操作光刻胶规格表包含有关色散参数的信息。它们以柯西系数的形式列出——这3个系数可以确定材料在不同光波长下的折射率 (R.I.)。可以创建新的柯西材料并指定特定光刻胶的柯西系数

如果光致抗蚀剂的柯西系数不可用–使用类似光致抗蚀剂的柯西系数作为起点。

步骤 2：创建胶片堆栈

Filmstack 代表物理样本的模型 - 它定义了基材和材料层。如果 3000nm 的光刻胶沉积在 Si 晶圆上，薄膜叠层将是 Si 衬底/3000nm PR。这里 PR 将是步骤 1 中定义的光刻胶材料。

步骤 3. 进行测量

测量实际上是一个两步过程：数据采集和数据分析。它们由 TFCompanion 软件透明地处理。在第1次测量期间，可能会也可能不会得到完美的结果——需要调整胶片叠层。如果光刻胶的厚度足够厚（> 1um），可以从厚膜（基于FFT）算法开始。一旦确定了厚度，就可以使用曲线拟合（MarquardtLevenberg 算法）对 filmstack 进行微调。此时，根据光刻胶的处理/条件（完全烘烤、未烘烤、部分烘烤等），方法略有不同。如果光刻胶完全烘烤并且柯西系数正确，则无需执行任何操作。否则，需要调整光学常数。

结论

结果表明，对于光学常数与规格不同的未烘烤光刻胶，需要特别小心。可以通过将模型拟合到测量数据来确定或确认正确的光学常数。或者，可以独立测量光学常数（使用光谱椭圆光度法等）。一旦光学常数确定，FFT 算法可用于进一步测量。对于厚膜，FFT 的厚度结果与曲线拟合算法测量的厚度非常匹配。然而，当光刻胶有明显的吸收时，可能会有小的差异（<0.1%）。 FFT 通常会给出稍高的厚度值，因为它不使用吸收信息。在 500-1000nm 范围内消光系数非常小（<0.01），但它们会影响厚膜中的光学测量。同时，FFT提供快速且万无一失的测量方法，非常适合生产环境。

1.创建光刻胶材料 

创建一种代表 AZ1580 光刻胶分散体的新材料。使用 CauchyK 材料类型。柯西近似仅使用 3 个系数定义了整个波长范围内的光学常数色散。这些系数取自 AZ1500 光刻胶规格表。给出了在优条件下软烘烤的 AZ1500 系列未曝光光刻胶的柯西系数。各个光刻胶可能具有不同的溶剂浓度和烘烤条件——这将需要调整柯西系数。 CauchyK 是柯西的扩展，它将色散关系应用于折射率 (n) 和消光系数 (k)。 

k 目前为 0 – 我们保留它以供将来与未烘烤的光刻胶一起使用，其中吸收明显存在。

2.测量完全烘烤的光刻胶

硅片上的 AZ1580 光刻胶：完全软烘烤。模型与测量数据的拟合显示出非常好的拟合

相同测量的厚膜 (FFT) 数据分析 – 与曲线拟合结果完美匹配（厚度差异 < 0.2 nm）

3.测量部分烘烤的光刻胶

硅晶圆上的 AZ1580 光刻胶：部分烘烤。模型与数据的拟合度存在显着差异。表明需要调整光学常数

测量光刻胶的厚度和 n,k 色散以改善数据拟合。厚度增加了约 500nm（与原始结果相比）并且折射率降低。这与 密度较低的未烘烤光致抗蚀剂一致

使用厚膜算法（FFT）得到的结果与左侧的曲线拟合厚度相匹配。测得厚度差为2nm。这主要是由于吸收的存在

硅晶片上的AZ1580光致抗蚀剂：轻度烘烤。存在明显的差异。看起来有残余吸收，但事实上，n、k和都需要调整

测量光致抗蚀剂的厚度和n、k以提高拟合度。由此产生的厚度明显更高（几乎高出30%）

使用厚膜算法（FFT）确定厚度与左侧的曲线拟合结果很好地匹配。由于高吸收，厚度存在3nm的差异。

了解更多膜厚测量仪详情，请访问上海昊量光电的官方网页：

https://www.auniontech.com/three-level-56.html

更多详情请联系昊量光电/欢迎直接联系昊量光电

关于昊量光电：

上海昊量光电设备有限公司是光电产品专业代理商，产品包括各类激光器、光电调制器、光学测量设备、光学元件等，涉及应用涵盖了材料加工、光通讯、生物医疗、科学研究、国防、量子光学、生物显微、物联传感、激光制造等；可为客户提供完整的设备安装，培训，硬件开发，软件开发，系统集成等服务。

您可以通过我们昊量光电的官方网站www.auniontech.com了解更多的产品信息，或直接来电咨询4006-888-532。