圖1.有無底部抗反射層BARC效果對比

抗反射涂層量測意義及方案

抗反射涂層本質(zhì)在于通過材料本身光學(xué)常數(shù)與厚度的共同作用來調(diào)節(jié)降低反射率。因此，在光刻工藝中，精確量測抗反射涂層（ARC）的光學(xué)常數(shù)（折射率n和消光系數(shù)k）與厚度有著至關(guān)重要的意義。

抗反射涂層的量測手段以光學(xué)測量技術(shù)為主：橢偏儀作為一種非接觸、高精度的光學(xué)測量儀器，通過測量光經(jīng)過樣品前后的偏振態(tài)變化來計(jì)算薄膜的光學(xué)常數(shù)與膜厚均勻性；膜厚儀則通過測量光的干涉原理，從而快速、精確計(jì)算得到膜厚分布。

1.光學(xué)常數(shù)（n/k值）

抗反射涂層的光學(xué)常數(shù)決定了涂層可實(shí)現(xiàn)的理論反射率。橢偏儀能夠快速、準(zhǔn)確地獲取全波段（如193–1650 nm）n/k 曲線，為工藝優(yōu)化提供數(shù)據(jù)支撐。

2.膜厚與均勻性

抗反射涂層厚度的微小偏差會(huì)引發(fā)區(qū)域反射率不均，進(jìn)而影響產(chǎn)品良率和性能一致性。橢偏儀通過二維平面Mapping掃描功能，可精確測量膜厚分布，從而有效保障工藝均勻性和穩(wěn)定性。

3.多層結(jié)構(gòu)解析

針對ARC+PR、Tri-layer等多層膜系，橢偏儀可通過分層建模，精確測量各層的厚度信息，解決膜層之間相互干擾的難題。

推薦產(chǎn)品

針對光刻領(lǐng)域，首要推薦頤光科技ME-Mapping自動(dòng)掃描型橢偏儀，可以滿足2-12寸晶圓的多點(diǎn)掃描測量需求，支持實(shí)時(shí)顯示膜厚分布以及數(shù)據(jù)匯總。設(shè)備采用雙旋轉(zhuǎn)補(bǔ)償器調(diào)制技術(shù)，結(jié)合精密的光路校準(zhǔn)算法，直接測量16個(gè)全穆勒元素，可精確表征薄膜的膜厚、光學(xué)常數(shù)及介電函數(shù)等。

圖2.ME-mapping

測量案例與數(shù)據(jù)分析

一、單點(diǎn)測量無機(jī)抗反射層SiON

      1）對Si基底上SiON涂層進(jìn)行建模測量，其結(jié)構(gòu)示意圖見圖4。

圖3.Si-SiON樣品簡化模型

            Si-SiON的橢偏光譜擬合結(jié)果如圖5所示。

圖4.Si-SiON的擬合結(jié)果

       2）對Si-SiON-Resist涂層進(jìn)行建模測量，其結(jié)構(gòu)示意圖見圖6。

圖5.Si-SiON-Resist樣品簡化模型

            Si-SiON-Resist的橢偏光譜擬合結(jié)果如圖7所示。

圖6.Si-SiON-Resist的擬合結(jié)果

二、Mapping掃描測量BARC/BARC+PR

      1）對Si基底上BARC涂層進(jìn)行建模測量，其結(jié)構(gòu)示意圖見圖8。

圖7.Si基底上BARC樣品簡化模型

橢偏擬合光譜曲線如圖9所示；同時(shí)，通過頤光科技的ME-mapping儀器測量可以準(zhǔn)確反映出樣件表面的厚度熱力圖，如圖10所示，厚 度滿足客戶工藝預(yù)期。

圖8.BARC涂層樣品橢偏儀擬合光譜

圖9.BARC涂層的熱力分布圖

        2）對BARC涂層上的光刻膠層進(jìn)行建模測量，其結(jié)構(gòu)示意圖見圖11。

圖10.Si-BARC-PR樣品簡化模型

Si-BARC-PR的橢偏光譜擬合結(jié)果如圖12所示。

圖11.Si-BARC-PR的橢偏儀擬合光譜

橢偏儀支持分析測量多層膜結(jié)構(gòu)，圖13為BARC+PR結(jié)構(gòu)中BARC層厚度分布熱力圖，圖14為涂覆光刻膠前后BARC層的厚度差異熱力分布圖。BARC層在涂覆光刻膠前后厚度差異小于0.5nm，符合客戶工藝預(yù)期。圖15為PR層厚度分布熱力圖，厚度均勻性符合客戶工藝預(yù)期。

圖12.BARC涂層的熱力分布圖

圖13.涂覆光刻膠前后BARC涂層的厚度差異熱力分布圖

圖14.光刻膠層的厚度熱力分布圖