下文主要记录光刻胶的性能指标。高性能光刻胶的指标有很多:高灵敏度、高对比度、高分辨率、优良的抗刻蚀能力、长寿命周期,低溶解度、低成本和较高的玻璃化转变温度等。其中,主要衡量光刻胶性能的指标为灵敏度、分辨率和对比度。
光刻胶的性能指标
1光刻胶的灵敏度
灵敏度是指单位面积上入射的使光刻胶全部发生反应的最小光能量(对紫外光刻胶而言)或最小电荷量(对电子束光刻胶而言)。数值越小表明灵敏度越高,曝光所需的剂量相应越小,曝光过程越快。通常负胶的灵敏度要高于正胶。
灵敏度太低会影响产出效率,所以通常情况下希望光刻胶有较高得灵敏度;然而灵敏度太高会牺牲分辨率。
▲电子束光刻胶PMMA曝光效果图:多层T-gate结构
2光刻胶的分辨率
分辨率是指排除光刻设备影响,能在光刻胶上再现的最小特征尺寸。光刻工艺中影响分辨率的因素有:能量源、曝光方式以及光刻胶本身(包括灵敏度、对比度、颗粒的大小、显影时的溶胀、电子散射等)。通常正胶的分辨率要高于负胶。
此截图来自华慧高芯公众号
▲电子束光刻胶ZEP520曝光效果图:(a)150 nm孤立线宽;(b)100nm孤立线条(c)50nm孤立线宽
3光刻胶的对比度
指光刻胶从曝光区到非曝光区过度的陡度。对比度越高的光刻胶,显影过程中其厚度变化的反差大、过渡区小、轮廓清晰、边壁陡直。通常正胶的对比度要高于负胶。
此截图来自华慧高芯公众号
其中,D0为开始光化学反应所需要的最低曝光剂量;D100为全部光刻胶被曝光所需要的最低曝光剂量。D0、D100的间距越小,光刻胶的对比度就越大,这样有助于得到清晰的图形轮廓和高的分辨率。一般光刻胶的对比度在0.9-2.0之间。对于亚微米图形,要求对比度大于1。
▲正性光刻胶理想对比度曲线
工程师在选择光刻胶时,一般会从以上的性能结果来进行评价,同时会兼顾现有的产品要求、设备能力及光刻胶成本等进行综合考虑。
END
不积珪步,无以至千里;不积细流,无以成江海。做好每一份工作,都需要坚持不懈的学习。