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光刻中常见的现象

时间:2024-07-31 点击量: 1017
在之前的文章中粗略介绍了光刻工艺的流程,但在先进的光刻制程中会存在一些不可忽视的问题以及现象。例如光刻胶的光散射现象,光刻胶内部的光反射现象以及驻波效应等等。这些其实也可以说是晶圆表面的问题。想必大家都清楚小图形的分辨率会受到晶圆表面一些条件的影响。例如晶圆表面的反射率,形貌,多层刻蚀等等

一.光刻胶的光散射现象

在光刻过程中除了入射光线会被反射离开晶圆表面,同时也会因为漫反射进入光刻胶从而引起图形的清晰度不好。其中漫反射的程度与光刻胶的厚度成一定比例。光刻胶中一些辐射吸收染色剂也会增加漫反射的吸收量,最终降低分辨率。

二.光刻胶内部的光反射现象

在光刻曝光中,理想状态下的情况是高强度的辐射线会以90度直射晶圆表面,在这种情况下,光波在光刻胶中也会垂直上下反射,从而得到良好的曝光图形。但实际情况是一些曝光光波总是会偏离90度角而使不应曝光的部分受到一定程度的照射。
第一种情况是晶圆表面原先就沉积了反射率较高的薄膜。例如金属层,尤其是铝,铬一些具有很强反射率的金属层。

第二种情况是晶圆表面不平坦或者表面有着很多的台阶(各种形貌)。这些台阶的侧面会将入射光线以一定的角度反射至光刻胶里,从而引起图形分辨率降低。其中一个特别的问题就是台阶处发生光干涉现象从而引起阶梯处图形出现“凹口”。

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光刻胶里的反射

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一.驻波效应

在光刻中理想的曝光状态是辐射光波与晶圆表面成90度角直接照射。然而,垂直照射会引起另外一个问题——驻波。当光线从晶圆表面反射回光刻胶时,反射光线会与人射光线发生相长干涉或相消干涉现象显影后,形成波纹侧墙和分辨率的损失。一般在高反射衬底,以及曝光的参数不适合这些情况下会加剧驻波效应。当然驻波效应可以得到一定的抑制。其抑制方法会在下篇简单介绍。

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驻波效应 (a)曝光时,(b)显影后

以上就是一小部分光刻中会出现的现象以及问题,若有表述不正确请大家及时指出,作者会第一时间予以纠正。