光栅常数的椭偏测量

2013-12-05

光栅由节距(光栅周期,d), 填充因子F,栅槽深度d和侧壁角度q表征。各个参数如下图所示。


图1. 光栅和光栅常数


椭偏仪可以用来计算光栅特定参数,具体是通过不同参数设定计算(Psi, Delta)光谱与椭偏仪测量得到的光栅散射谱进行拟合得到的。
测量案例
通过对光刻胶进行光刻获取光栅结构,然后对该图形进行椭偏测量和拟合,以计算获取光栅常数。

图2和图3分别是光刻显影前后结构图。在硅基底上70nm减反膜上300nm厚的光刻胶通过曝光后的结构为155nm线宽和350nm节距(周期)。


图2. 硅基底上的减反膜和光刻胶



图3.光刻后的光栅结构


在SE850光谱椭偏仪上测量得到图形化前后的Psi和Delta光谱图如下图4,5.


图4. 图形化前(红色)和图形化后(蓝色)的Psi光谱



图5. 图形化前(红色)和图形化后(蓝色)的Delta光谱


可以看出光栅结构对椭偏光谱有明显的影响。在SpectraRayIII软件里对没有图形化的多层结构光谱进行椭偏计算很容易获得其厚度和光学性质参数。


图6. 图形化前的拟合情况


由于光栅周期性结构的影响,通常的拟合过程无法进行。为此,Sentech仪器公司特别开发了一套特殊的软件包,可以描述光栅效应。这样,光栅刻槽深度,填充因子,侧壁角度和周期可以通过拟合过程完美展现。


图7. 图形化后的结构的光谱及拟合情况


图7显示拟合和测量曲线吻合度很好。通过拟合得到的参数如下:
  CD:158.2nm
  侧壁角度:86.4°
  光栅周期:359.7nm
  通过CD计算得到填充因子为0.44.

 总 结 

Sentech公司的SENresearch光谱椭偏仪可用于光栅结构的椭偏分析,可计算得到光栅各个结构信息,如光栅周期,填充因子和侧壁角度等。这个新的软件包将Sentech椭偏仪的应用延伸到了散射测量学。

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