用于去除含有背部晶圆金属化层的光刻胶剥离液及白光干涉仪在光刻图形的测量

引言

在半导体制造领域，背部晶圆金属化层广泛应用于提升器件性能与散热能力，但也为光刻胶剥离带来挑战。传统剥离液易腐蚀金属化层，影响器件可靠性。同时，光刻图形的精确测量是保障工艺质量的关键。本文将介绍适用于此类晶圆的光刻胶剥离液，并探讨白光干涉仪在光刻图形测量中的应用。

用于去除含有背部晶圆金属化层的光刻胶剥离液

配方设计

该剥离液以有机溶剂、碱性活化剂、复合缓蚀剂和表面活性剂为主要成分。有机溶剂选用 N - 甲基吡咯烷酮（NMP）与二甲基亚砜（DMSO）的混合体系，增强对光刻胶的溶解能力；碱性活化剂（如四甲基氢氧化铵）加速光刻胶分解。复合缓蚀剂是核心，包含针对金属化层常见金属（如铜、铝）的有机缓蚀剂（如苯并三氮唑衍生物）和无机缓蚀剂（如钼酸盐），二者协同作用，在金属表面形成致密保护膜，抑制腐蚀反应。表面活性剂降低表面张力，促进剥离液渗透 。

制备工艺

在洁净的反应容器中，先加入定量的 NMP 和 DMSO 混合有机溶剂，启动搅拌装置。缓慢加入碱性活化剂，搅拌至完全溶解。接着依次加入有机缓蚀剂、无机缓蚀剂和表面活性剂，持续搅拌 45 - 60 分钟，确保各成分均匀分散。制备过程需严格控制温度在 20 - 30℃，防止缓蚀剂失效或成分分解，保障剥离液性能稳定。

光刻胶剥离液的应用

在实际晶圆处理中，该剥离液展现出良好的适用性。对于具有背部铜金属化层的晶圆，在光刻胶剥离过程中，能有效去除光刻胶，同时将铜的腐蚀速率控制在极低水平，相比传统剥离液，铜的腐蚀量减少超 70%，保障了金属化层的完整性和电学性能。在面对含有铝金属化层的晶圆时，剥离液中的缓蚀体系可阻止铝的氧化和腐蚀，确保剥离后金属化层表面平整，为后续工艺奠定基础。

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。利用白光多种波长特性，仅在光程差为零处形成清晰干涉条纹，从而实现纳米级精度的光刻图形形貌测量，精准捕捉微小结构变化 。

测量过程

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

优势

白光干涉仪采用非接触式测量，避免对含有背部金属化层的晶圆造成物理损伤；测量速度快，可实现批量检测，满足生产线高效需求；三维表面形貌可视化功能，便于工程师直观观察光刻图形质量，及时调整工艺参数 。

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。

2)系统集成CST连续扫描技术，Z向测量范围高达100mm，不受物镜放大倍率的影响的高精度垂直分辨率，为复杂形貌测量提供全面解决方案。

3）可搭载多普勒激光测振系统，实现实现“动态”3D轮廓测量。

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。