1、8.2 分辨率分辨率R表征光刻精度 光刻時所能得到的光刻圖形的最小尺寸。 表示方法：每mm內能刻蝕出可分辨的最多線條數。 若可分辨的最小線寬為L（線條間隔也為L），則 R1/(2L) (mm-1) 1.影響R的主要因素： 曝光系統（光刻機）： X射線（電子束）的R高于紫外光。 光刻膠：正膠的R高于負膠； 其他：掩模版、襯底、顯影、工藝、操作者等。2.衍射對R的限制 設一任意粒子（光子、電子），根據海森伯不確定關系，有 Lph粒子束動量的最大變化為p=2p，相應地 Lh/2p L為分清線寬L必然存在的誤差。 若L是線寬，即為最細線寬，則 最高分辨率 對光子：p=h/，故 。上式物理含義：光的衍射

2、限制了線寬 /2。最高分辨率：對電子、離子：具有波粒二象性（德布羅意波），則 ， 最細線寬： a. E給定：mLR，即R離子 R電子 b. m給定：ELR8.3 光刻膠的基本屬性1.類型：正膠和負膠 正膠：顯影時，感光部分溶解，未感光部分不溶解；形成的光刻膠圖形是掩模版圖形的正映像。（g線和i線） 負膠：顯影時，感光部分不溶解，不感光部分溶解。形成的光刻膠圖形是掩模版圖形的負性圖形。2. 組份：聚合物材料、感光材料、溶劑；例如：聚乙烯醇肉桂酸脂系（負膠）聚合物材料（樹脂） 在光的輻照下不發生化學反應。 作用：保證光刻膠薄膜的附著性和抗腐蝕性，同時也決定了其他特性（膜厚、彈性和熱穩定性）感光材料

3、（PAC或感光劑）-為碳氫化合物，在光的輻照下發生化學反應。 作用：正膠的感光劑在未曝光區域起抑制溶解的作用。溶劑丙二醇-甲基乙醚（PGME）， 環己酮濃度：9095 作用：使光刻膠在涂到硅片表面前保持為液態。光刻膠的參數：光學性質：光敏度和折射率；力學和化學特性：固溶度、黏滯度、黏著度，抗腐（刻）蝕性，熱穩定性，流動性和對環境氣氛（如氧氣）的敏感度；其他特性：純度（粒子數），金屬含量，可應用的范圍，儲存的有效期和燃點等。8.3.1 對比度 -表征曝光量與光刻膠留膜率的關系；以正膠為例臨界曝光量D0 （ Dig ） ： 使膠膜開始溶解所需最小曝光量；閾值曝光量Dc （ D0g ） ：使膠膜完全

4、溶解所需最小曝光量；直線斜率（對比度）：對負膠越大，光刻膠線條邊緣越陡。調制轉移函數 (MTF)： 產生空間圖像光強“亮”和“暗”的一種對比性亮度。臨界調制轉移函數(CMTF)： 膠中分辨某一圖形所需的最小光學傳遞函數。為得到所要求線條：MTFCMTF8.3.2 光刻膠的膨脹-主要發生在負膠中。 對于光刻小于3um圖形，基本使用正膠代替負膠。 正膠分辨率高于負膠。8.3.3 光敏度S- 完成所需圖形的最小曝光量表征： S=n/E， E-曝光量（lxs，勒克斯秒）；n-比例系數；光敏度S是光刻膠對光的敏感程度的表征；正膠的S大于負膠。對S的限制：S不能過高，否則發生熱反應，使光刻膠的存儲時間減少

5、。8.3.4 抗蝕能力和熱穩定性抗蝕能力-表征光刻膠耐酸堿（或等離子體）腐蝕的程度。 對濕法腐蝕：抗蝕能力較強； 干法腐蝕：抗蝕能力較差。 負膠抗蝕能力正膠；抗蝕性與分辨率的矛盾：分辨率越高，抗蝕性越差；熱穩定性：工作溫度：200C以上 干法刻蝕濕法腐蝕8.3.5 黏著力表征光刻膠與襯底間粘附的牢固程度。評價方法：光刻后的鉆蝕程度，即 鉆蝕量越小，粘附性越好。注：光刻膠黏附不牢會發生鉆蝕和浮膠。 增強黏著力的方法： 涂膠前的脫水； HMDS或TMSDEA增稠劑； 提高堅膜的循環溫度。8.3.6 溶解度和黏滯度溶解度溶解的固態物質所占的比重。 決定甩膠后形成的光刻膠膜的厚度及流動性。 與儲存時間

6、和使用的情況有關。黏滯度影響甩膠后光刻膠膜的厚度8.3.7 微粒數量和金屬含量與光刻膠的純凈度有關。提高純凈度的方法：嚴格的過濾和超凈包裝。過濾環境：惰性氣體（如氮氣）。 除去0.1um以上微粒 金屬含量-鈉（50萬原子分之一）和鉀 測量方法-原子吸收光譜分光光度計 8.3.8 儲存壽命 光刻膠中的成份會隨時間和溫度而變化。 負膠比正膠短-負膠易于自動聚合成膠化團。8.4 多層光刻膠（MLR）工藝采用性質不同的多層光刻膠，分別利用其抗蝕性、平面平坦化等方面的不同特性完成圖形的轉移。優點：提高了分辨率。缺點：增加了工藝的復雜性，降低產量，增加缺陷和成本。例：雙層光刻膠工藝8.光刻膠圖形的硅化學增

7、強（） 工藝 圖. 雙層光刻膠工藝 可形成很大的高寬比圖形，及R0.25um的圖形. 對比增強層（CEL） 7圖.9 .3 硅烷基化光刻膠表面成像工藝 對光刻膠形成的圖形進行選擇性的硅烷基化。1.擴散增強硅烷基化光刻膠工藝（DESIRE） 7圖.102.干法刻蝕正膠成像工藝（PRIME）干8.5 抗反射涂層（ARC）工藝優點：可降低駐波效應的影響。8.5.1 駐波效應概念：由于駐波的影響，光刻膠中光強的周期性變化會引起光刻膠層中光能吸收的不均勻，而光刻膠層吸收能量存在的變化會導致線寬發生變化，最終降低分辨率。8.5.2 底層抗反射涂層（BARC） 由位于襯底和光刻膠之間的高消光率材料組成。8.

8、6 紫外光曝光光源： 紫外（UV）、深紫外（DUV）；方法：接觸式、接近式、投影式；8.6.1 水銀弧光燈（高壓汞燈）波長：UV，300450nm， 用于 0.5，0.35m； g線：=436nm， i線：=365nm。8.6.3 準分子激光：準分子：只在激發態下存在，基態下分離成原子。波長：DUV，180nm330nm。 KrF-= 248nm， for 0.25，0.18m，0.13m； ArF-= 193nm， for 3m）。 8.6.5 接觸式曝光硅片與光刻版緊密接觸。優點：光衍射效應小， 分辨率高。缺點：對準困難， 掩膜圖形易損傷， 成品率低。8.6.6 投影式曝光利用光學系統，將光刻版的圖形投影在硅片上。Stepper示意圖優點：光刻版不受損傷， 對準精度高。 缺點：光學系統復雜， 對物鏡成像