水平式光刻胶剥离工艺及白光干涉仪在光刻图形的测量

引言

在半导体制造和微纳加工领域，光刻胶剥离是光刻工艺的重要环节。水平式光刻胶剥离工艺凭借其独特优势在工业生产中占据一席之地，而准确测量光刻图形对保障工艺质量、提升产品性能至关重要，白光干涉仪为此提供了可靠的技术手段。

水平式光刻胶剥离工艺

工艺特点与原理

水平式光刻胶剥离工艺将基片水平放置，通过特定的剥离设备使剥离液均匀覆盖基片表面，与光刻胶发生化学反应或物理作用，实现光刻胶的去除。该工艺相比传统垂直式工艺，剥离液在基片表面分布更均匀，能够有效避免因液体重力导致的剥离液分布不均问题，减少光刻胶残留和基片表面损伤风险。其原理主要基于剥离液对光刻胶的溶解、溶胀或化学反应，破坏光刻胶与基片之间的结合力，促使光刻胶从基片表面脱落。

工艺流程

首先，将完成光刻工艺的基片平稳放置于水平式剥离设备的载片台上，确保基片表面水平。随后，通过泵体将剥离液输送至基片表面，采用喷淋或旋转涂覆等方式，使剥离液快速且均匀地覆盖基片。在剥离液与光刻胶充分接触反应的过程中，依据光刻胶类型和剥离液特性，控制反应时间和温度。反应结束后，利用去离子水对基片进行冲洗，去除残留的剥离液和光刻胶碎屑，最后通过氮气吹干或热风干燥等方式使基片干燥，完成光刻胶剥离流程。

工艺优势与挑战

水平式光刻胶剥离工艺的优势显著，它能有效提高光刻胶剥离的均匀性和一致性，适用于大尺寸基片的剥离处理，在大规模生产中可提升产品良率。同时，水平放置的基片便于观察和检测剥离过程。然而，该工艺也面临一些挑战，如对设备的密封性和液体输送系统要求较高，以防止剥离液泄漏和挥发；并且需要精确控制剥离液的流量和覆盖时间，否则可能影响剥离效果，导致光刻胶残留或过度剥离。

白光干涉仪在光刻图形测量中的应用

测量原理

白光干涉仪基于光的干涉原理，将白光光源发出的光经分光镜分为测量光和参考光。测量光照射到待测光刻图形表面反射回来，与参考光相遇产生干涉条纹。由于光刻图形不同位置的高度差异，致使反射光的光程差不同，进而形成不同的干涉条纹图案。通过分析干涉条纹的形状、间距和强度等信息，结合光程差与表面高度的对应关系，可精确计算出光刻图形的高度、深度、线宽等参数。

测量优势

白光干涉仪具备高精度、非接触式测量的特点，其测量精度可达纳米级别，能够精准捕捉光刻图形细微的尺寸变化。非接触测量避免了对脆弱光刻图形的物理损伤，保证了样品的完整性。此外，该仪器测量速度快，可实现实时在线检测，并能通过专业软件对测量数据进行可视化处理，直观呈现光刻图形的形貌特征，便于工艺优化和质量控制。

实际应用

在水平式光刻胶剥离工艺中，白光干涉仪在多个环节发挥重要作用。剥离前，可测量光刻胶的厚度、光刻图形的初始形貌，评估光刻工艺的质量；剥离过程中，实时监测光刻胶的去除情况，判断剥离进程是否正常；剥离完成后，精确测量残留光刻胶的厚度、基片表面的粗糙度以及光刻图形的最终尺寸，为后续工艺提供准确的数据支持，确保产品符合设计要求 。

一款可以“实时”动态/静态 微纳级3D轮廓测量的白光干涉仪

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实际案例

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1，优于1nm分辨率，轻松测量硅片表面粗糙度测量，Ra=0.7nm

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3，卓越的“高深宽比”测量能力，实现深蚀刻槽深槽宽测量。

审核编辑 黄宇