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怎么解决光刻胶 RLS 三角矛盾问题

08/06 00:03
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Resolution 分辨率、LER 线边缘粗糙度、Sensitivity 灵敏度三角矛盾

详见上期文章:

光刻胶灵敏度、分辨率、LER三角矛盾是什么?

那怎么找到一个更优的方案呢?

1. 金属氧化物光刻胶(尤其锡基),这是当前最重要的突破方向

传统的化学放大胶在 EUV 下 RLS 矛盾很尖锐,而金属氧化物光刻胶(Metal Oxide Resist,MOR,代表是含锡的胶)能在三个维度上同时改善,这是它被寄予厚望的原因。

2. 提高光子吸收效率

不管什么胶,提高对 EUV 光子的吸收都是缓解光子噪声的关键——因为散粒噪声的本质是"有效光子事件太少",让胶吸收更多光子、让每个光子都算数,就能在不增加剂量的前提下减少涨落。加入高吸收的元素(如金属重原子)是主要手段。

3. 分子玻璃光刻胶(Molecular Glass)

用均匀的小分子材料替代大分子聚合物,降低材料的纳米尺度不均匀性,从而降低 LER。这也是改善 LER 的一个材料方向。

二、工艺层面——控制反应和扩散

材料确定后,工艺条件也能影响 RLS 平衡。

1. 控制酸扩散(针对化学放大胶)

酸扩散是化学放大胶里"灵敏度的朋友、分辨率和 LER 的敌人"。控制它是关键:

优化后烘(PEB)条件:PEB 的温度和时间直接决定酸扩散的程度。

降低 PEB 温度、缩短时间可以减少酸扩散,改善分辨率和 LER,但会降低灵敏度——这本身就是在三角里权衡;

用淬灭剂在空间上限制酸的作用范围。

2. 显影工艺优化

负显影(NTD)等新显影方式、优化显影液和显影条件,可以改善图形对比度和 LER;

显影后的平滑处理。

3. 底层和叠层优化

优化下层(BARC、下层膜、硬掩模):好的下层能减少反射、驻波,改善图形质量和 LER;

4. 后处理平滑(Smoothing)

图形做出来后,用一些后处理技术(如特定的热处理、化学平滑、等离子体平滑处理)来降低已形成图形的 LER,把边缘"抹平滑"一点。这是在成像之后补救 LER 的手段。

三、系统/计算层面——建模、补偿、应对随机效应

1. 随机效应(Stochastic)建模与管理

应对方向:

随机效应建模:用模型预测随机缺陷和 LER 的概率,指导工艺窗口设计;

把随机缺陷率作为核心指标来优化剂量、材料、工艺,在良率和产能间平衡。

2. 计算光刻与 OPC

用计算光刻、OPC(光学邻近校正)、SMO(光源-掩模协同优化)来优化成像质量,间接改善分辨率和图形保真度,为 RLS 平衡创造更好的成像条件。

3. 高 NA EUV

提高投影系统的数值孔径(NA)(高 NA EUV,0.55 NA)提升光学分辨率,让"分辨率"这个角有更多余量,从而在三角里给 LER 和灵敏度腾出一些空间。这是从曝光系统层面帮助 RLS 平衡。

四、用剂量换质量

这是产业界实际最常用、最直接的手段,虽然不"高级",但很关键:

提高光刻胶曝光剂量,牺牲产能,换取 LER 和良率。

 

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