减少光刻胶剥离工艺对器件性能影响的方法及白光干涉仪在光刻图形的测量

引言

在半导体制造领域，光刻胶剥离工艺是关键环节，但其可能对器件性能产生负面影响。同时，光刻图形的精确测量对于保证芯片制造质量至关重要。本文将探讨减少光刻胶剥离工艺影响的方法，并介绍白光干涉仪在光刻图形测量中的应用。

减少光刻胶剥离工艺对器件性能影响的方法

优化光刻胶材料选择

选择与半导体衬底兼容性良好的光刻胶材料，可增强光刻胶与衬底的粘附力，减少剥离时对衬底的损伤风险。例如，针对特定的硅基衬底，挑选经过验证、适配性高的光刻胶，能有效降低剥离难度，避免因光刻胶与衬底结合不佳导致的衬底表面损伤，进而减少对器件性能的不良影响。

改进光刻胶剥离工艺参数

精确控制光刻胶剥离过程中的温度、时间和化学试剂浓度等参数。高温虽能加速剥离反应，但可能损伤半导体衬底或使光刻胶碳化；时间不足会导致胶膜残留，过长则可能过度腐蚀衬底。以等离子体灰化工艺为例，通过精准调控等离子体功率、气体流量和处理时间，可在有效去除光刻胶的同时，最大程度减少对下层结构的蚀刻。

采用中间层保护技术

在光刻胶与半导体衬底间引入中间保护涂层，如底部抗反射涂层（BARC）。BARC 不仅能减少光刻过程中的驻波效应，防止光刻胶图案变形，还能隔离光刻胶与衬底，避免两者直接相互作用和不良反应，降低光刻胶剥离时对衬底的影响，保障器件性能。

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，通过测量反射光与参考光间的光程差，精确获取待测表面高度信息，精度可达纳米级别，特别适合 1μm 以下光刻深度、凹槽深度和宽度等光刻图形的测量。

测量过程

将待测样品置于载物台上，调整其位置，确保测量区域位于干涉仪头视场范围内。开启测量后，软件自动生成干涉图样并输出测量数据。利用专业软件对数据处理，可提取光刻深度、凹槽深度和宽度等关键信息，还能借助软件分析工具进一步分析和可视化处理数据。

优势

白光干涉仪具有非接触式测量特性，避免传统接触式测量对光刻图形造成损伤和引入误差；具备纳米级高精度测量能力，契合微小光刻结构测量需求；测量速度快，可实现实时在线测量与监控；测量数据能通过软件可视化呈现，直观展示测量及分析结果。

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。

审核编辑 黄宇