针对晶圆上芯片工艺的光刻胶剥离方法及白光干涉仪在光刻图形的测量

引言

在晶圆上芯片制造工艺中，光刻胶剥离是承上启下的关键环节，其效果直接影响芯片性能与良率。同时，光刻图形的精确测量是保障工艺精度的重要手段。本文将介绍适用于晶圆芯片工艺的光刻胶剥离方法，并探讨白光干涉仪在光刻图形测量中的应用。

针对晶圆上芯片工艺的光刻胶剥离方法

湿法剥离

湿法剥离是晶圆芯片工艺中常用的光刻胶去除方式。通过将涂覆光刻胶的晶圆浸入含有特定化学成分的剥离液中，利用剥离液与光刻胶发生化学反应，使其溶解或溶胀，从而实现光刻胶从晶圆表面的脱离。对于不同类型的光刻胶，需针对性选择剥离液配方，例如对于负性光刻胶，常采用含有有机溶剂（如 N - 甲基吡咯烷酮）和碱性物质（如四甲基氢氧化铵）的混合溶液。在剥离过程中，严格控制温度、时间和剥离液浓度等参数，避免对晶圆表面及已形成的芯片结构造成损伤 。

干法剥离

干法剥离主要依赖等离子体技术，在真空反应腔室内进行。向腔室中通入特定气体（如氧气、氟气等），在射频电场的作用下，气体电离产生等离子体。等离子体中的活性粒子与光刻胶发生化学反应，将光刻胶分解为挥发性气体，进而实现去除目的。干法剥离具有刻蚀方向性好、对晶圆表面损伤小等优点，尤其适用于对精度要求极高的先进晶圆芯片工艺，能够有效避免湿法剥离可能带来的残留物问题 。

新兴剥离技术

随着芯片工艺不断发展，新兴剥离技术也逐渐应用于晶圆制造。例如，激光剥离技术利用激光的高能量，选择性地照射光刻胶，使其瞬间气化或分解，实现快速剥离。该技术具有剥离速度快、精度高、对晶圆损伤小等特点，可满足先进制程对光刻胶剥离的严苛要求；电化学剥离技术则通过在晶圆表面施加特定的电场，促使光刻胶发生电化学反应，实现光刻胶的去除，在一些特殊材料晶圆的光刻胶剥离中展现出独特优势 。

白光干涉仪在光刻图形测量中的应用

测量原理

白光干涉仪基于白光干涉原理，通过对比参考光束与晶圆光刻图形表面反射光束的光程差，将光强分布转化为表面高度信息。由于白光包含多种波长，仅在光程差为零的位置形成清晰干涉条纹，利用这一特性，可实现纳米级精度的光刻图形形貌测量，能够精准捕捉光刻图形的微小结构变化，为晶圆芯片工艺优化提供关键数据 。

测量过程

将完成光刻工艺的晶圆样品放置于白光干涉仪载物台上，利用显微镜初步定位待测的光刻图形区域。精确调节干涉仪的光路参数，获取清晰的干涉条纹图像。通过专业软件对干涉图像进行相位解包裹等处理，可精确计算出光刻图形的深度、宽度、侧壁角度等关键参数，从而对光刻图形质量进行评估 。

优势

白光干涉仪采用非接触式测量，避免了对晶圆光刻图形的物理损伤，适用于脆弱的先进光刻结构检测；具备快速测量能力，可实现对晶圆上大量光刻图形的批量检测，满足晶圆芯片生产线的高效检测需求；其三维表面形貌可视化功能，能够直观呈现光刻图形的质量状况，便于工程师及时发现光刻图形缺陷，快速调整光刻工艺参数 。

TopMap Micro View白光干涉3D轮廓仪

一款可以“实时”动态/静态 微纳级3D轮廓测量的白光干涉仪

1)一改传统白光干涉操作复杂的问题，实现一键智能聚焦扫描，亚纳米精度下实现卓越的重复性表现。

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实际案例

1，优于1nm分辨率，轻松测量硅片表面粗糙度测量，Ra=0.7nm

2，毫米级视野，实现5nm-有机油膜厚度扫描

3，卓越的“高深宽比”测量能力，实现光刻图形凹槽深度和开口宽度测量。