引言
随着半导体制造行业对环保和工艺精细化要求的提升,水性光刻胶剥离液凭借低挥发性、低毒性和环境友好等特点,逐渐成为传统有机溶剂型剥离液的理想替代品。其制备方法的优化对提升剥离效果和生产效率至关重要,同时,白光干涉仪在光刻图形测量中的应用,为工艺质量控制提供了有效手段。
水性光刻胶剥离液及其制备方法
水性光刻胶剥离液的特点与原理
水性光刻胶剥离液以水为主要溶剂,通过添加碱性物质、表面活性剂、络合剂等成分,与光刻胶发生化学反应或物理作用实现剥离。碱性物质如氢氧化钾、四甲基氢氧化铵等,可与光刻胶中的酸性基团发生中和反应,破坏光刻胶分子结构;表面活性剂降低溶液表面张力,增强对光刻胶的浸润性和渗透能力;络合剂则能防止金属离子在基片表面残留,避免对基片造成腐蚀。这种剥离液体系绿色环保,且对多种类型的光刻胶具有良好的剥离效果 。
水性光刻胶剥离液的制备方法
原料选择
在制备水性光刻胶剥离液时,碱性物质的选择需综合考虑其碱性强度、溶解性和稳定性。例如,四甲基氢氧化铵具有强碱性且在水中溶解性好,适合用于对光刻胶进行快速剥离。表面活性剂应选用亲水性强、乳化性能好的品种,如聚氧乙烯型非离子表面活性剂,能有效降低溶液表面张力。络合剂可选择乙二胺四乙酸(EDTA)及其盐类,对金属离子有较强的络合能力。此外,还可添加适量的缓蚀剂,如苯并三氮唑,保护金属基片不被腐蚀。
配方设计
根据不同光刻胶的特性,合理调配各成分比例。一般来说,碱性物质含量在 5% - 20% 之间,表面活性剂含量为 1% - 5%,络合剂含量为 0.5% - 3% 。对于难剥离的光刻胶,可适当提高碱性物质比例;若基片对腐蚀敏感,则需增加缓蚀剂用量。同时,通过实验优化各成分的协同作用,以达到最佳剥离效果。
制备流程
将定量的去离子水加入反应容器中,在搅拌条件下依次加入碱性物质、表面活性剂、络合剂和缓蚀剂,确保各成分充分溶解和混合均匀。搅拌速度控制在 200 - 500 转 / 分钟,搅拌时间为 30 - 60 分钟。混合完成后,对剥离液进行过滤处理,去除可能存在的杂质颗粒,得到澄清透明的水性光刻胶剥离液。
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。
实际应用
在使用水性光刻胶剥离液的工艺中,白光干涉仪在多个环节发挥重要作用。剥离前,可测量光刻胶的厚度、光刻图形的初始形貌,评估光刻工艺的质量;剥离过程中,实时监测光刻胶的去除情况,判断剥离进程是否正常;剥离完成后,精确测量残留光刻胶的厚度、基片表面的粗糙度以及光刻图形的最终尺寸,为优化水性光刻胶剥离液配方和剥离工艺提供准确的数据支持,确保产品符合设计要求 。
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
(以上为新启航实测样品数据结果)
1,优于1nm分辨率,轻松测量硅片表面粗糙度测量,Ra=0.7nm
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2,毫米级视野,实现5nm-有机油膜厚度扫描
(以上为新启航实测样品数据结果)
3,卓越的“高深宽比”测量能力,实现深蚀刻槽深槽宽测量。
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