光刻图形的形成方法及白光干涉仪在光刻图形的测量

引言

在半导体制造、微机电系统（MEMS）等领域，光刻图形的精确形成与测量是决定产品性能和质量的关键环节。本文将系统介绍光刻图形的形成方法，并深入探讨白光干涉仪在光刻图形测量中的应用。

光刻图形的形成方法

涂胶工艺

涂胶是光刻图形形成的首要步骤。将光刻胶均匀涂覆在衬底表面，常用方法为旋涂法。通过调整光刻胶的粘度、旋涂转速和时间，可精确控制光刻胶膜的厚度。例如，在半导体芯片制造中，为实现纳米级光刻精度，需将光刻胶膜厚度控制在几百纳米甚至更薄，以确保后续曝光和显影的准确性 。

曝光工艺

曝光是光刻图形形成的核心过程。根据曝光技术不同，可分为光学曝光、电子束曝光和极紫外（EUV）曝光等。光学曝光利用掩模版将图案通过光源投影到光刻胶上，光源波长决定了光刻的分辨率，如深紫外（DUV）光刻可实现亚微米级图形制作；电子束曝光无需掩模版，通过聚焦电子束直接在光刻胶上绘制图案，能达到纳米级超高分辨率，但效率较低；极紫外曝光采用波长更短的极紫外光，是实现 7nm 及以下先进制程的关键技术，可大幅提升光刻图形的精度 。

显影工艺

显影过程通过显影液与光刻胶发生化学反应，将曝光后的光刻胶图案显现出来。对于正性光刻胶，曝光区域在显影液中溶解，留下未曝光部分形成图形；负性光刻胶则相反。精确控制显影液浓度、显影时间和温度至关重要，不当的显影参数会导致图形失真、线宽变化等问题。采用喷雾显影、沉浸式显影等不同显影方式，可满足不同光刻工艺对显影均匀性和精度的要求 。

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，利用参考光束与光刻图形表面反射光束之间的光程差，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会形成清晰干涉条纹，通过对干涉条纹的分析，可实现纳米级精度的光刻图形形貌测量，获取线宽、深度、侧壁角度等关键参数 。

测量过程

将完成光刻工艺的样品放置于白光干涉仪载物台上，通过显微镜初步定位待测光刻图形区域。精确调节干涉仪的光路参数，获取清晰的干涉条纹图像。利用专业软件对干涉图像进行相位解包裹等处理，计算出光刻图形的各项关键尺寸参数，从而对光刻图形质量进行量化评估 。

优势

白光干涉仪采用非接触式测量，避免了对脆弱光刻图形的物理损伤，适用于高精度光刻结构检测；测量速度快，可实现对大量光刻图形的快速批量检测，满足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图形缺陷，快速优化光刻工艺参数 。

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。

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。

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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。