線寬粗糙度

線寬粗糙度(Line Width Roughness, LWR)描述的是由於邊緣粗糙導致的光刻膠線寬相對於目標值的偏離 ^[1]  。

目前對半導體的研究經常採用掃描電子顯微鏡和AFM進行比對測量 ^[2]  。

線寬粗糙度是通過高分辨率電子顯微鏡測量的。圖1是一條光刻膠線條的示意圖。電鏡觀察窗口中光刻膠線條的長度是L，電鏡對線條等間距的掃描N次。相鄰掃描之間的間距是

，

。

和

是線條的左邊和右邊的邊界。每一次掃描所測得的線條寬度為

平均線寬為

每一次線寬的測量值和平均值的偏差是

。線寬測量的標準偏差為

圖1 一段光刻膠線條的示意圖

但採用 SEM 測量存在以下缺陷: ① 環境要求苛刻，必須在真空中測量樣本。② 要求樣本為導體或半導體，這可能在實際測量中由於SEM使用電子束掃描而損壞某些樣本。③ 只有橫向分辨率，不能獲得刻線三維形貌。上述缺點限制了 SEM的應用。AFM由於對樣本的廣泛適用性及能夠獲取樣本的三維圖像，應用領域不斷擴大，已成為SEM的有益補充 ^[2]  。