一、引言

在半導(dǎo)體制造、微機電系統(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量至關(guān)重要。這類微小尺寸的測量精度直接影響產(chǎn)品性能與質(zhì)量，但因其尺寸微小，測量面臨諸多挑戰(zhàn)，亟需合適的測量技術(shù)與方法。

二、測量挑戰(zhàn)

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

三、常用測量技術(shù)

（一）白光干涉測量技術(shù)

白光干涉技術(shù)基于光的干涉原理，通過獲取干涉條紋信息來實現(xiàn)微小尺寸測量。其具有非接觸、高精度等特點，能夠分辨微米甚至亞微米級的高度變化。對于 1um 以下的光刻深度和凹槽深度測量，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，進而得到深度信息。同時，通過圖像處理技術(shù)，也能實現(xiàn)凹槽寬度的測量 。

（二）掃描電子顯微鏡（SEM）測量技術(shù)

掃描電子顯微鏡利用聚焦的電子束掃描樣品表面，通過檢測二次電子等信號來獲取樣品表面形貌。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)和凹槽的細節(jié)，可直接測量深度和寬度。其優(yōu)勢在于能夠提供高放大倍數(shù)的圖像，但測量過程中電子束可能會對樣品產(chǎn)生一定損傷，且制樣過程相對復(fù)雜 。

（三）原子力顯微鏡（AFM）測量技術(shù)

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

TopMap Micro View白光干涉3D輪廓儀

一款可以“實時”動態(tài)/靜態(tài) 微納級3D輪廓測量的白光干涉儀

1)一改傳統(tǒng)白光干涉操作復(fù)雜的問題，實現(xiàn)一鍵智能聚焦掃描，亞納米精度下實現(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向測量范圍高達100mm，不受物鏡放大倍率的影響的高精度垂直分辨率，為復(fù)雜形貌測量提供全面解決方案。

3）可搭載多普勒激光測振系統(tǒng)，實現(xiàn)實現(xiàn)“動態(tài)”3D輪廓測量。

實際案例

1，優(yōu)于1nm分辨率，輕松測量硅片表面粗糙度測量，Ra=0.7nm

2，毫米級視野，實現(xiàn)5nm-有機油膜厚度掃描

3，卓越的“高深寬比”測量能力，實現(xiàn)光刻圖形凹槽深度和開口寬度測量。

審核編輯 黃宇