一种胶型侧壁形貌表征方法技术

本发明专利技术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。本发明专利技术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。型侧壁形貌。型侧壁形貌。

【技术实现步骤摘要】
一种胶型侧壁形貌表征方法


[0001]本专利技术属于微纳器件制造领域，涉及一种胶型侧壁形貌表征方法。

技术介绍

[0002]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。
[0003]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。
[0004]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。

技术实现思路

[0005]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术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。
[0006]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种胶型侧壁形貌表征方法，包括以下步骤：
[0007]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；
[0008]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；
[0009]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；
[0010]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。
[0011]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：
[0012]计算截面轮廓面积差值ΔS，其中，ΔS＝S
‑
h
×
CD；
[0013]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ΔS>0，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ΔS<0，判断所述胶层未曝透或显影不足。
[0014]可选地，获取所述特征尺寸CD、所述胶层厚度h及所述开口的纵截面面积值S的方法包括：将所述图像采集装置获得的模拟图像转化为数字图像，在确定待观测截面区域和待观测表面区域的轮廓后，获得所述特征尺寸CD、所述胶层厚度h及所述开口的纵截面面积值S。
[0015]可选地，所述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之前，还包括于待观测截面区域与待观测表面区域形成导电层的步骤。
[0016]可选地，所述导电层包括金属薄膜，形成所述导电层的方法包括物理气相沉积法。
[0017]可选地，所述导电层的厚度为3
‑
5nm。
[0018]可选地，所述胶层包括光刻胶层或电子束抗蚀剂层。
[0019]可选地，所述开口包括光栅、柱或孔阵列。
[0020]可选地，于所述待测样品的预设区域进行切割的方法包括机械切割或离子束切割。
[0021]可选地，所述图像采集装置包括扫描电子显微镜
[0022]如上所述，本专利技术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，无需增加复杂的工艺流程、图像处理或专用高端测量表征设备，且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。
附图说明
[0023]图1显示为本专利技术的胶型侧壁形貌表征方法的流程示意图。
[0024]图2显示为具有正梯形状开口的胶体侧壁形貌的结构示意图。
[0025]图3显示为具有长方形状开口的胶体侧壁形貌的结构示意图。
[0026]图4显示为未完全显影的胶体侧壁形貌的结构示意图。
[0027]图5显示为本专利技术的实施例中第一组样品的纵截面扫描电镜图像。
[0028]图6显示为本专利技术的实施例中第二组样品的纵截面扫描电镜图像。
[0029]图7显示为本专利技术的实施例中第三组样品的纵截面扫描电镜图像。
[0030]元件标号说明
[0031]10
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衬底
[0032]20
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
胶层
[0033]CD
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特征尺寸
[0034]CD1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第一组样品特征尺寸
[0035]CD2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第二组样品特征尺寸
[0036]CD3ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第三组样品特征尺寸
[0037]h
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胶层厚度
[0038]h1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第一组样品胶层厚度
[0039]h2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第二组样品胶层厚度
[0040]h3ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第三组样品胶层厚度
[0041]S
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
开口纵截面面积值
[0042]S1～S4
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
步骤
具体实施方式
[0043]以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种胶型侧壁形貌表征方法，其特征在于，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。2.根据权利要求1所述的胶型侧壁形貌表征方法，其特征在于，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ΔS>0，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ΔS<0，判断所述胶层未曝透或显影不足。3.根据权利要求1所述的胶型侧壁形貌表征方法，其特征在于，获取所述特征尺寸CD、所述胶层厚度h...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭炜，李有金，刘晓宇，
申请(专利权)人：中国科学院上海微系统与信息技术研究所，
类型：发明
国别省市：