引言

在晶圓上芯片制造工藝中，光刻膠剝離是承上啟下的關鍵環(huán)節(jié)，其效果直接影響芯片性能與良率。同時，光刻圖形的精確測量是保障工藝精度的重要手段。本文將介紹適用于晶圓芯片工藝的光刻膠剝離方法，并探討白光干涉儀在光刻圖形測量中的應用。

針對晶圓上芯片工藝的光刻膠剝離方法

濕法剝離

濕法剝離是晶圓芯片工藝中常用的光刻膠去除方式。通過將涂覆光刻膠的晶圓浸入含有特定化學成分的剝離液中，利用剝離液與光刻膠發(fā)生化學反應，使其溶解或溶脹，從而實現(xiàn)光刻膠從晶圓表面的脫離。對于不同類型的光刻膠，需針對性選擇剝離液配方，例如對于負性光刻膠，常采用含有有機溶劑（如 N - 甲基吡咯烷酮）和堿性物質(zhì)（如四甲基氫氧化銨）的混合溶液。在剝離過程中，嚴格控制溫度、時間和剝離液濃度等參數(shù)，避免對晶圓表面及已形成的芯片結構造成損傷 。

干法剝離

干法剝離主要依賴等離子體技術，在真空反應腔室內(nèi)進行。向腔室中通入特定氣體（如氧氣、氟氣等），在射頻電場的作用下，氣體電離產(chǎn)生等離子體。等離子體中的活性粒子與光刻膠發(fā)生化學反應，將光刻膠分解為揮發(fā)性氣體，進而實現(xiàn)去除目的。干法剝離具有刻蝕方向性好、對晶圓表面損傷小等優(yōu)點，尤其適用于對精度要求極高的先進晶圓芯片工藝，能夠有效避免濕法剝離可能帶來的殘留物問題 。

新興剝離技術

隨著芯片工藝不斷發(fā)展，新興剝離技術也逐漸應用于晶圓制造。例如，激光剝離技術利用激光的高能量，選擇性地照射光刻膠，使其瞬間氣化或分解，實現(xiàn)快速剝離。該技術具有剝離速度快、精度高、對晶圓損傷小等特點，可滿足先進制程對光刻膠剝離的嚴苛要求；電化學剝離技術則通過在晶圓表面施加特定的電場，促使光刻膠發(fā)生電化學反應，實現(xiàn)光刻膠的去除，在一些特殊材料晶圓的光刻膠剝離中展現(xiàn)出獨特優(yōu)勢 。

白光干涉儀在光刻圖形測量中的應用

測量原理

白光干涉儀基于白光干涉原理，通過對比參考光束與晶圓光刻圖形表面反射光束的光程差，將光強分布轉化為表面高度信息。由于白光包含多種波長，僅在光程差為零的位置形成清晰干涉條紋，利用這一特性，可實現(xiàn)納米級精度的光刻圖形形貌測量，能夠精準捕捉光刻圖形的微小結構變化，為晶圓芯片工藝優(yōu)化提供關鍵數(shù)據(jù) 。

測量過程

將完成光刻工藝的晶圓樣品放置于白光干涉儀載物臺上，利用顯微鏡初步定位待測的光刻圖形區(qū)域。精確調(diào)節(jié)干涉儀的光路參數(shù)，獲取清晰的干涉條紋圖像。通過專業(yè)軟件對干涉圖像進行相位解包裹等處理，可精確計算出光刻圖形的深度、寬度、側壁角度等關鍵參數(shù)，從而對光刻圖形質(zhì)量進行評估 。

優(yōu)勢

白光干涉儀采用非接觸式測量，避免了對晶圓光刻圖形的物理損傷，適用于脆弱的先進光刻結構檢測；具備快速測量能力，可實現(xiàn)對晶圓上大量光刻圖形的批量檢測，滿足晶圓芯片生產(chǎn)線的高效檢測需求；其三維表面形貌可視化功能，能夠直觀呈現(xiàn)光刻圖形的質(zhì)量狀況，便于工程師及時發(fā)現(xiàn)光刻圖形缺陷，快速調(diào)整光刻工藝參數(shù) 。

TopMap Micro View白光干涉3D輪廓儀

一款可以“實時”動態(tài)/靜態(tài) 微納級3D輪廓測量的白光干涉儀

1)一改傳統(tǒng)白光干涉操作復雜的問題，實現(xiàn)一鍵智能聚焦掃描，亞納米精度下實現(xiàn)卓越的重復性表現(xiàn)。

2)系統(tǒng)集成CST連續(xù)掃描技術，Z向測量范圍高達100mm，不受物鏡放大倍率的影響的高精度垂直分辨率，為復雜形貌測量提供全面解決方案。

3）可搭載多普勒激光測振系統(tǒng)，實現(xiàn)實現(xiàn)“動態(tài)”3D輪廓測量。

實際案例

1，優(yōu)于1nm分辨率，輕松測量硅片表面粗糙度測量，Ra=0.7nm

2，毫米級視野，實現(xiàn)5nm-有機油膜厚度掃描

3，卓越的“高深寬比”測量能力，實現(xiàn)光刻圖形凹槽深度和開口寬度測量。

審核編輯 黃宇