集成電路微細測量技術-光學測量圖像顯微鏡
集成電路技術的基礎建立在對圖形再生和轉換過程的控制上。流過集
成電路的電子,只有受到很精確尺寸的通道和“墻’’的控制,才能正常
工作。一旦這些關鍵尺寸發生很小的偏離,電路就不能正常工作。因此從
本質上來說,微電子科學本身與能否產生預期的圖形尺寸密切相關。由于
圖形全部是微細的,因此必須使用微細測量技術。超大規模集成電路的尺
寸一般都在亞微米級以下,這時使用光學顯微鏡就不能得到正確的結果,
而只有像掃描電子顯微鏡(SEM)一類的高能束設備才能實施微米和亞微米圖
形的測量。隨著圖形尺寸的減小,集成電路掩膜和圓片制作工程師面臨的
關鍵問題之一就是如何改善測量技術。
各種不同類型的設備可以造成對同一套掩膜的不同測量結果,此外不同
操作者也可造成測量的可變性。在同一天里,同一個操作者用同一個測量
設備對同一個掩膜上的同一元素進行多次測量,也可能得劭不同的結果,
這種情況是人人皆知的。可以想象,不同的操作者使用不同的測量設備對
不同的掩膜進行測量將會造成多大的不一致性!
隨著圖形尺寸的縮小,越來越需要排除操作者的主觀因素,但也不能
把全部問題歸咎于操作者,像差、衍射以及其他光學變化都能經過顯微鏡
造成空間像的變化。衍射將在鉻圖形邊緣造成明顯的花紋,形成線條邊緣
由暗到明的過渡,這種類似于光學系統中的愛里斑(它的直徑受衍射限制)
的過渡區必須使用光學閾來測量。
反轉刻蝕是指刻蝕光刻膠下的鉻和氧化鉻;反轉刻蝕和常規刻蝕工藝
之間的主要差別是反轉刻蝕的亥4蝕功率增加一倍,在大功率的等離子體中
,光刻膠的刻蝕速率迅速增加,刻蝕氣體同光刻膠的汽化氣體混合成一種
新的混合氣體區域,這種混合的等離子體濃度相當高,使刻蝕速率迅速增
加,從而使反轉刻蝕獲得成功。反轉刻蝕現象同光刻膠的種類有密切關系
。