光刻胶形貌表征方法

摘要

本发明涉及半导体制造领域，公开了一种光刻胶形貌表征方法，测定光刻胶曝光区域侧壁斜率变化的拐点，并根据所述拐点将光刻胶侧壁划分为若干区间，通过测量每一区间顶部线宽、底部线宽及区间深度，计算得到该区间侧壁倾角，拟合各所述区间的侧壁倾角、区间深度得到所述光刻胶形貌。该方法所需的各种测量均为自上而下俯视进行的线宽测量，在表征过程中无需对待测晶圆进行切片，不进行断面扫描，能够实现对光刻胶侧壁形貌的精准表征、且不带来任何不可恢复性损伤，不仅可用于对光刻胶工艺能力的改善、验证，还适用于生产工艺过程中的质量控制，能够进一步保证光刻质量，有效提高器件集成度及工业成品率。

主权项

一种光刻胶形貌表征方法，其特征在于，包括以下步骤：A、采用线宽扫描电子显微镜测量光刻胶曝光区域线宽；B、根据线宽扫描电子显微镜的测量波形，测定光刻胶曝光区域侧壁斜率变化的n个拐点，并根据所述拐点，将所述光刻胶侧壁划分为n+1个区间，其中，n≥0且n为整数；C1、根据光刻胶曝光区域特征尺寸W在距离光刻胶边缘W/2处标记平行于光刻胶边缘的基准线；C2、测量第i区间的底部光刻胶两侧壁边缘至基准线处线宽CDW_i1、CDW_i2及顶部光刻胶两侧壁边缘至基准线处线宽CDW_i1′、CDW_i2′，并根据所述线宽扫描电子显微镜的测量波形，读取第i区间的区间深度D_i，计算得到第i区间的光刻胶第一侧壁倾角第二侧壁倾角其中，1≤i≤n+1且i为整数；D、拟合所述n+1个区间的侧壁倾角及区间深度，所述光刻胶第一侧壁形貌为：$Y_1=\left\{\begin{array}{cc}\left|X_1\right|\times {\mathrm{tan\alpha }}_{11}& \left(-\frac{D_1}{{\mathrm{tan\alpha }}_{11}}\le X_1\le 0\right)\\ \left|X_1\right|\times {\mathrm{tan\alpha }}_{21}& \left(-\frac{D_1}{{\mathrm{tan\alpha }}_{11}}-\frac{D_2}{{\mathrm{tan\alpha }}_{21}}\le X_1\le -\frac{D_1}{{\mathrm{tan\alpha }}_{11}}\right)\\ \begin{array}{c}.\\ .\\ .\end{array}& \begin{array}{c}\\ \\ \end{array}\\ \left|X_1\right|\times {\mathrm{tan\alpha }}_{n1}& \left(-\underset{i=1}{\overset{n+1}{\Sigma }}\frac{D_i}{{\mathrm{tan\alpha }}_{i1}}\le X_1\le -\underset{i=1}{\overset{n}{\Sigma }}\frac{D_i}{{\mathrm{tan\alpha }}_{i1}}\right)\end{array}\right.;$所述光刻胶第二侧壁形貌为：$Y_2=\left\{\begin{array}{cc}{X}_2\times {\mathrm{tan\alpha }}_{12}& \left(0\le X_2\le \frac{D_1}{{\mathrm{tan\alpha }}_{12}}\right)\\ X_2\times {\mathrm{tan\alpha }}_{22}& \left(\frac{D_1}{{\mathrm{tan\alpha }}_{12}}\le X_2\le \frac{D_1}{{\mathrm{tan\alpha }}_{12}}+\frac{D_2}{{\mathrm{tan\alpha }}_{22}}\right)\\ \begin{array}{c}.\\ .\\ .\end{array}& \begin{array}{c}\\ \\ \end{array}\\ X_2\times {\mathrm{tan\alpha }}_{n2}& \left(\underset{i=1}{\overset{n}{\Sigma }}\frac{D_i}{{\mathrm{tan\alpha }}_{i2}}\le X_2\le \underset{i=1}{\overset{n+1}{\Sigma }}\frac{D_i}{{\mathrm{tan\alpha }}_{i2}}\right)\end{array}\right.,$其中：X₁、X₂均为沿所述光刻胶曝光区域线宽方向坐标，Y₁、Y₂均为沿所述区间深度方向坐标。