光刻胶图案化方法及光刻胶剥离方法及白光干涉仪在光刻图形的测量

引言

在半导体制造与微纳加工领域，光刻胶的图案化和剥离是形成精确图形结构的关键步骤，而光刻图形的准确测量则是确保工艺质量的重要环节。本文将详细介绍光刻胶图案化与剥离方法，并探讨白光干涉仪在光刻图形测量中的应用。

光刻胶图案化方法

传统光刻法

传统光刻法基于光化学反应原理。首先，在基板表面均匀旋涂光刻胶，通过控制旋涂转速与时间，获得所需厚度的光刻胶薄膜。随后，利用掩模版将设计好的图案通过曝光系统投影到光刻胶上，受光照区域的光刻胶发生光化学反应，改变溶解性。对于正性光刻胶，曝光区域在显影液中溶解，留下未曝光的图案；负性光刻胶则相反，未曝光区域溶解，保留曝光图案，从而实现光刻胶的图案化。

电子束光刻法

电子束光刻法利用聚焦电子束直接照射光刻胶，引发光刻胶的化学变化。相比传统光刻，电子束光刻无需掩模版，可实现更高分辨率的图案化。通过计算机控制电子束的扫描路径，精确地在光刻胶上绘制图案。由于电子束的波长极短，能够突破光学光刻的衍射极限，适用于纳米级图形的制作，但该方法存在加工速度慢、成本高等缺点 。

光刻胶剥离方法

湿法剥离

湿法剥离是常用的光刻胶去除方式。将涂覆光刻胶的基板浸入含有特定化学成分的剥离液中，剥离液与光刻胶发生化学反应，使其溶解或溶胀，进而从基板表面脱离。根据光刻胶类型和基板材料，选择合适的剥离液配方，如含有有机溶剂、碱性物质等成分的溶液。剥离过程中需控制好温度、时间和剥离液浓度，以确保高效去除光刻胶的同时，不损伤基板和已形成的图形结构。

干法剥离

干法剥离主要通过等离子体技术实现。在真空反应腔室中，通入特定气体（如氧气、氟气等），在射频电场作用下产生等离子体。等离子体中的活性粒子与光刻胶发生化学反应，将其分解为挥发性气体，从而达到去除光刻胶的目的。干法剥离具有刻蚀方向性好、对基板损伤小等优点，适用于对精度要求较高的光刻胶剥离工艺。

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，通过将参考光束与样品表面反射光束进行干涉，根据干涉条纹的光强分布，计算出光程差，进而转化为样品表面的高度信息。由于白光包含多种波长，只有在光程差为零的位置才能形成清晰干涉条纹，因此可实现对光刻图形表面形貌的高精度测量，精度可达纳米级别。

测量过程

将待测光刻样品放置于白光干涉仪载物台上，利用显微镜初步定位测量区域。调整干涉仪的光路参数，获取清晰的干涉条纹图像。通过专业软件对干涉图像进行处理，运用相位解包裹等算法，精确计算出光刻图形的深度、宽度、侧壁角度等关键参数，为光刻工艺优化和质量控制提供数据支持。

优势

白光干涉仪采用非接触式测量，避免了对光刻图形的物理损伤；具备快速测量能力，可实现对光刻图形的批量检测，满足生产线高效检测需求；其三维表面形貌可视化功能，能直观呈现光刻图形的质量状况，便于工程师及时发现问题并优化工艺参数。

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。

审核编辑 黄宇