近日，中國科學院大學微電子學院與中芯國際集成電路制造有限公司在產學研合作中取得新進展，成功在光刻工藝模塊中建立了極坐標系下規避顯影缺陷的物理模型。通過該模型可有效減小浸沒式光刻中的顯影缺陷，幫助縮短顯影研發周期，節省研發成本，為確定不同條件下最優工藝參數提供建議。該成果已在國際光刻領域期刊Journal of Micro-Nanolithography MEMS and MOEMS 發表。
超大規模集成電路先進光刻工藝中，圖案尺寸越來越小、密度越來越高，顯影后的殘留缺陷對圖案化的襯底表面越來越粘，如何有效去除顯影缺陷一直是業界探討的熱點問題之一，國際上對此也尚未存在完備的解決方案。利用校企合作的平臺，國科大微電子學院馬玲與中芯國際光刻研發團隊密切協作，成功建立一種基于粘滯流體力學的顯影缺陷物理模型，可以探究單硅片上顯影過程中出現的各種物理極限以及針對不同規格缺陷的去除解決方案，為解決這一難題開辟了全新的道路。同時，這一模型的提出還有助于完善國產裝備中勻膠顯影機的相關算法。
模型從缺陷的受力角度出發，當對顯影后殘留在旋轉晶圓表面上的缺陷進行去離子水(Deionized Water, DIW)沖洗時，其主要受到三個力的作用，即：去離子水的推力、旋轉帶來的離心力和氮氣的推力，合力隨半徑的變化如圖2(a)所示。當合力達到閾值時，缺陷顆粒將從光刻圖形的邊緣表面被去離子水沖走。閾值定義為顯影后殘留缺陷的表面與晶圓表面之間的粘滯力。當合力小于閾值時，即三個對殘留缺陷的總拔除力小于殘留缺陷與晶圓之間的粘滯力時，顯影后的殘留無法被去除，造成最終的顯影后缺陷，在后續的曝光中導致壞點，如圖2(b)所示。
經對比驗證，模型的精度、準度高，具有很好的研發參考價值。此外，文章中還討論了數個影響缺陷去除的物理參數之間的相互作用關系。在建立模型的過程中，企業提供的工程實驗環境同高校、研究所具備的理論創新能力實現優勢互補，產學研協同育人的模式獲得顯著成效，極大地推進了人才培養與產業的對接進程。
