放气
光刻胶材料在加热、光照等条件放出气体
放气是指光刻胶在加热。光照、原子轰击等条件下放出气体的现象。光刻胶的放气现象通常会对工艺造成一定的影响,所以应尽量避免阿胶材料的放气。
对曝光工艺的影响
曝光过程中光刻胶的放气已经被证明多年,目前仍然在研究过程中,一般来说,曝光过程中聚合物保护基团和光酸产生剂的分解都会导致挥发性化合物的生成。因此在193nm浸没式光刻工艺中,光刻胶脱气有可能会在浸没液中形成气泡,影响曝光成像的质量。但是实验并没有在暴露于水中的光刻胶上发现气泡,研究人员初步分析有可能是脱气很少,或者脱气的组分是水溶性的。尽管如此,为防止意外情况,浸没式光刻中的光刻胶还是要选择低放气量的光刻胶有助于曝光过程中气泡的产生。
对烘烤工艺的影响
光刻胶材料的放气也会发生在烘烤步骤中,放气的主要成分是溶剂,也包含一些易挥发的光刻胶组分,例如光致酸发生剂(PAG)等,这些成分会凝结在烘烤单元的顶部和排气管道中,积累到一定程度会掉落在晶圆的表面,形成颗粒污染。这一问题在进行抗反射涂层烘烤时尤为明显。因为抗反射涂层的烘烤温度一般较高(200℃左右),产生的废气也较多。如图1所示是使用过的烘烤单元拆卸后的照片,照片中的白的粉末状附着物就是来源于抗反射涂层烘烤时的放气。这个问题的解决办法是改进烘烤单元的排气设计,使得烘烤时释放的气体及时排除。
对EUV光刻的影响
随着EUV技术的发展,光刻胶的放气问题在EUV光刻中显得尤为突出。光刻胶的选取必须考虑到它在EUV曝光下的放气量,只有达到规定要求的光刻胶才能被用于进一步的光刻实验。只是因为EUV曝光系统和晶圆都是放置在真空腔的,曝光时光刻胶放出的气体会导致光学系统的污染、降低掩模光学系统反射率
EUV光刻机供应商从保护光刻机的角度提出了对EUV光刻胶放气的限制。ASML建议在300mm晶圆曝光时,由光刻胶放气导致的反射率下降应在2%以下。2006年ITRS规定,在EUV曝光时光刻胶的总放气速率必须小于5x1013分子/(cms)。
光刻胶放出的气体沉积在反射镜上,有些沉积物是可以被清洗的,例如,C-H污染物;而有些沉积物是无法清洗的。实验表明,Cl和Br的污染物是可以被清洗掉的;而S和I的污染物无法被完全清洗干净,因此,在EUV光刻胶中必须尽量避免使用含S和I的成分。
参考资料
最新修订时间:2021-04-01 23:53
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