レーザー顕微鏡によるラインパターンの線幅測定

レーザー顕微鏡とは?

レーザー顕微鏡はコンフォーカル光学系を利用して高精細画像の取得や電子部品をはじめとした微小な構造をもつ試料の表面の三次元形状を非接触で測定することが可能な装置です。得られた3次元形状から幅や高度差、表面粗さ(2D粗さ、3D粗さ)などの計測が行え、接触式の形状測定装置と比べると計測が高速という特徴があります。2017年度に導入したハイブリッドレーザー顕微鏡(Lasertec社製、OPTELICS HYBRID)を図1に示します。

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  • 図1 ハイブリッドレーザー顕微鏡の外観
  • 図1 ハイブリッドレーザー顕微鏡の外観

本装置ではコンフォーカル観察に加え、反射分光膜厚測定機能や白色干渉形状測定機能があり、通常のレーザー顕微鏡では評価が難しい1μm以下の膜厚の透明膜の膜厚分布やmmレベルの視野で高さ方向にナノメートルレベルでの形状測定を行うことも可能です。また、微分干渉観察機能により、微分干渉像の取得が可能であり、試料の表面の微細な凹凸を強調した画像を得ることができます。

レーザー顕微鏡によるラインパターンの線幅測定

観察事例として、半導体微細加工で用いられるSi基板上のAl線パターンの評価事例を紹介します。
半導体微細加工では、フォトリソグラフィで薄膜のパターン形成が行われますが、実験条件の変動などにより幅などの寸法のずれが生じることがありますので、設計通りのパターンであるかを確認が行われます。図2はアルミニウム膜のハーフピッチ5μmのラインパターンの白色コンフォーカル像であり、アルミニウム膜の線パターンの幅が5.20μmとなりました。1:1パターンと比べて幅のずれは0.20μmであり、比較的小さい値であることが確認できます。
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  • 図2 シリコン基板上のアルミニウム線パターンの白色コンフォーカル像
  • 図2 シリコン基板上のアルミニウム線パターンの白色コンフォーカル像


この白色コンフォーカル像の取得時に得られた三次元表面形状データは図3に示すようになり、膜厚が0.16μmのアルミニウム線パターンの段差をとらえた表面形状が確認できます。
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  • 図3 シリコン基板上のアルミニウム線パターンの表面形状
  • 図3 シリコン基板上のアルミニウム線パターンの表面形状

ご利用を希望される方へ

同様の事例については、 試験計測(依頼試験) , 機器利用 でご利用いただけます。

参考料金は以下の通りです。

料金表 (試験計測料金)

項目番号項目単位手数料
E1145ハイブリッドレーザー顕微鏡1測定1解析につき8,360
E1146ハイブリッドレーザー顕微鏡1視野追加につき4,180

料金表 (機器使用料金)

項目番号設備機器名メーカー・型式手数料
E6965ハイブリッドレーザー顕微鏡 データ解析レーザーテック OPTELICS HYBRID990

詳細はお問い合わせください。

参考・関連リンク

今回のレーザー顕微鏡によるラインパターンの線幅測定の事例については、以下の関連ページもご参照ください。 ハイブリッドレーザー顕微鏡

ご活用いただける業種、分野等

今回のレーザー顕微鏡によるラインパターンの線幅測定の事例については、
半導体微細加工、MEMS関連、薄膜作製、機械加工、樹脂・ゴム類
ミクロンレベルの寸法計測、触針式では評価が難しい柔らかい材料の計測、透明膜の膜厚測定、異物の観察
高精細なカラー画像の取得が可能であるともに、微小試料表面の3次元形状の測定が非接触で高速に行えます。白色コンフォーカル観察の他、バイオレットレーザー(波長405nm)を用いたレーザーコンフォーカル観察による高精細画像取得が行えます。また、オプションにより反射分光膜厚測定機能や白色干渉形状測定機能、微分干渉観察機能が利用可能です。
  • この分析事例に関連するお問い合わせ
  • 担当:電子技術部 電子材料グループ
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