[发明专利]一种胶型侧壁形貌表征方法

说明书

本发明提供一种胶型侧壁形貌表征方法，该方法包括：提供待测样品，待测样品包括衬底与位于衬底上方的胶层，胶层中设有图形化的开口；于待测样品的预设区域进行切割以显露特征结构的纵截面；采用图像采集装置获取特征结构的纵截面图像与表面图像；基于表面图像获取待侧样品的特征尺寸，基于纵截面图像获取待侧样品的胶层厚度及开口的纵截面面积值，基于特征尺寸、胶层厚度及开口的纵截面面积值表征胶型侧壁形貌。本发明的胶型侧壁形貌表征方法基于常规图像采集装置测试即可实现，对图像测量的误差具有较高的宽容度；并且，能够实现对高深宽比胶型结构侧壁形貌的高效、准确的表征，能够直观反映各种特征尺寸、各种深宽比范围的胶型侧壁形貌。

技术领域

本发明属于微纳器件制造领域，涉及一种胶型侧壁形貌表征方法。

背景技术

光刻是微纳器件和集成电路加工中最常用的手段，也是最重要的工艺步骤之一。随着特征尺寸不断缩小，诸多器件核心结构均为纳米线宽的高深宽比图形，这对光刻工艺开发及其稳定性控制提出了更高的要求。特别是在利用光刻胶(或电子束抗蚀剂)掩膜实现纳米线宽的高深宽比结构图形转移时，光刻胶(或电子束抗蚀剂)侧壁形貌直接影响后续工艺的图形化质量。一方面，光刻后不同的后续工艺如等离子体刻蚀、湿法剥离等对胶型侧壁形貌的要求是不一样的；另一方面，不同性质的光刻胶(或电子束抗蚀剂)、不同的曝光方法(光学曝光、电子束曝光等)、不同的特征尺寸对于光刻后侧壁形貌要求也不尽相同，因此对于高深比胶型侧壁形貌的有效控制是实现掩膜图形精准转移的关键因素。

对于光刻工艺优化通常是以经验为基础的遍历测试，进行反复大量的摸索实验来不断优化光刻参数的设置，不但开发效率低、成本高，而且具有很大的盲目性，甚至有时很难寻找到最佳的工艺窗口或是难以判断结果的优化程度。而田口实验法、全因子实验设计法、响应曲面法等实验设计方法已广泛应用于参数寻优的建模和分析，可为光刻工艺参数优化提供有效和准确的辅助和指导，在实验设计中，需要针对不同工艺参数对胶型侧壁形貌的影响进行建模分析，才能实现光刻后胶型侧壁形貌的预测，这就要求对胶型侧壁形貌进行准确的定量表征。现有技术中通常采用截面图像手动量测获取侧壁倾角以确定侧壁形貌，缺乏足够的分辨率和准确性，无法适用于纳米线宽的高深宽比图形光刻工艺开发。

因此，如何提供一种胶型侧壁形貌表征方法，以提高胶型侧壁形貌表征效率与表征准确度，已成为当前实现高深宽比结构光刻参数调控和提升图形精准转移中亟待解决的重要技术问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种胶型侧壁形貌表征方法，用于解决现有技术中胶型侧壁形貌表征存在效率低、准确性低等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种胶型侧壁形貌表征方法，包括以下步骤：

提供待测样品，所述待测样品包括衬底与位于所述衬底上方的胶层，所述胶层中设有图形化的开口；

于所述待测样品的预设区域进行切割以显露特征结构的纵截面；

采用图像采集装置获取所述特征结构的纵截面图像与表面图像；

基于所述表面图像获取所述待侧样品的特征尺寸CD，基于所述纵截面图像获取所述待侧样品的胶层厚度h及所述开口的纵截面面积值S，基于所述特征尺寸CD、所述胶层厚度h及所述开口的纵截面面积值S表征胶型侧壁形貌。

可选地，基于所述特征尺寸CD、所述胶层厚度h及所述开口的纵截面面积值S表征胶型侧壁形貌的步骤包括：

计算截面轮廓面积差值ΔS，其中，ΔS＝S-h×CD；

基于所述截面轮廓面积差值ΔS的大小表征所述胶型侧壁形貌，其中，若ΔS0，判断所述开口的纵截面呈正梯形状；若ΔS＝0，判断所述开口的纵截面呈长方形状；若ΔS0，判断所述胶层未曝透或显影不足。