改善的器件集成的光刻胶剥离方法及白光干涉仪在光刻图形的测量

引言

在先进半导体器件集成工艺中，光刻胶剥离作为关键环节，直接影响器件性能与良率。传统剥离方法在面对复杂微纳结构和高精度要求时，存在图形损伤、残留等问题。因此，开发改善的光刻胶剥离方法至关重要。同时，白光干涉仪在光刻图形测量中的应用，为工艺质量监控提供了有效手段。

改善的器件集成的光刻胶剥离方法

分步剥离法

分步剥离法针对不同类型光刻胶和复杂结构器件，分阶段进行剥离。首先，使用温和的预剥离液，去除光刻胶表层部分，降低后续剥离难度与对基片的冲击。例如，采用低浓度碱性溶液，在较低温度下处理基片，使光刻胶外层发生溶胀 。随后，根据光刻胶特性，选择合适的主剥离液完成剩余光刻胶的去除。该方法有效减少了单次剥离的剧烈反应，降低了对精细图形的损伤风险，尤其适用于高密度集成器件的光刻胶剥离。

等离子体协同剥离法

等离子体协同剥离法结合等离子体刻蚀与化学剥离的优势。先利用等离子体对光刻胶表面进行改性，通过等离子体中的活性粒子轰击，降低光刻胶的聚合度，使其更易与化学剥离液发生反应。例如，采用氧气等离子体对光刻胶进行预处理，引入含氧基团，增强光刻胶在碱性剥离液中的溶解性 。之后，再使用化学剥离液去除光刻胶。这种方法提高了剥离效率，同时减少了单纯等离子体刻蚀可能带来的基片损伤，在三维器件集成等领域展现出良好应用前景。

超声辅助剥离法

超声辅助剥离法在传统湿法剥离过程中引入超声振动。超声波的空化效应产生微小气泡，气泡破裂时产生的冲击波能够增强剥离液对光刻胶的渗透和剥离能力，加速光刻胶与基片的分离。同时，超声振动还能促进剥离液的均匀分布，避免局部剥离不充分或过度剥离的问题。该方法适用于对超声不敏感的器件，可显著提升光刻胶剥离的均匀性和效率，减少残留。

白光干涉仪在光刻图形测量中的应用

测量原理

白光干涉仪基于光的干涉特性，将白光光源发出的光经分光镜分为测量光和参考光。测量光照射到待测光刻图形表面反射回来，与参考光相遇产生干涉条纹。由于光刻图形不同位置的高度差异，导致反射光的光程差不同，进而形成不同的干涉条纹图案。通过分析干涉条纹的形状、间距和强度等信息，结合光程差与表面高度的对应关系，可精确计算出光刻图形的高度、深度、线宽等参数。

测量优势

白光干涉仪具备高精度、非接触式测量的特点，其测量精度可达纳米级别，能够精准捕捉光刻图形细微的尺寸变化。非接触测量避免了对脆弱光刻图形的物理损伤，保证了样品的完整性。同时，测量速度快，可实现实时在线检测，并能通过专业软件对测量数据进行可视化处理，直观呈现光刻图形的形貌特征，便于工艺优化和质量控制。

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。