駐波效應(yīng)是什么？如何產(chǎn)生的？有什么危害？如何抑制駐波效應(yīng)？

駐波效應(yīng)，在先進(jìn)光刻制程中一個不可忽視的現(xiàn)象，能引發(fā)一系列的光刻質(zhì)量問題，以至于嚴(yán)重影響著圖案的精度。那么駐波效應(yīng)是什么？如何產(chǎn)生的？有什么危害？怎么抑制呢？

什么是駐波效應(yīng)？

當(dāng)光束經(jīng)過光刻膠并射向晶圓基底時，光束的一部分會從襯底表面反射回光刻膠內(nèi)部。這反射的光束與原始的入射光束產(chǎn)生干涉，造成了明暗交替的干涉條紋，這就是“駐波效應(yīng)”。

這種效應(yīng)會使光刻膠中的光強(qiáng)度呈現(xiàn)出上下起伏的模式：那些處于高光強(qiáng)的部分會發(fā)生更多的光化學(xué)反應(yīng)，而低光強(qiáng)區(qū)域的反應(yīng)則相對較少。

這導(dǎo)致了在顯影階段，光刻膠的溶解呈現(xiàn)出與光強(qiáng)度模式相匹配的不均勻性，最終在光刻膠的剖面上形成了明顯的起伏結(jié)構(gòu)。

什么是光的干涉？

當(dāng)兩束或多束同一波長的光波在同一個處相交時，相同相位的兩束波振幅相加，形成一個振幅更大的波，即明條紋。相反相位的兩束波振幅相互抵消，即暗條紋。

相同相位指的是波峰與波峰相遇，波谷與波谷相遇，因此相互疊加。

而相反相位一般為波峰與波谷相遇，波谷與波峰相遇，因此相互抵消。

證明光的干涉的著名實(shí)驗(yàn)，則是楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，以驗(yàn)證光的波動理論。

什么情況下駐波效應(yīng)會加劇？

高反射率襯底

如果襯底的反射率較高，反射回來的光強(qiáng)度較大，與入射光波形成的駐波將更為顯著，相應(yīng)的圖案質(zhì)量問題也更加嚴(yán)重。

反射率較高的襯底材料有： 鋁（Al），鉻（Cr），銀（Ag），硅（Si），氧化硅（SiO2），碳化硅（SiC），氮化硅（SiNx），藍(lán)寶石襯底等。

這些襯底能夠形成鏡面反射的效果，會加劇光刻的駐波效應(yīng)。

不恰當(dāng)?shù)钠毓鈪?shù)

曝光劑量：曝光劑量指的是單位面積上投射到光刻膠的光子數(shù)量。若曝光劑量過高，可能在亮帶區(qū)域產(chǎn)生過度交聯(lián)，使光刻膠在該區(qū)域更難以去除。相反，如果曝光劑量過低，暗帶區(qū)域的光刻膠可能不足以實(shí)現(xiàn)充分交聯(lián)，導(dǎo)致這些區(qū)域在后續(xù)顯影過程中被過度溶解。

曝光焦距：正確的曝光焦距確保光刻膠上的圖像清晰，如果曝光焦距設(shè)置不精確，光的分布在晶圓上形成不均勻的光強(qiáng)分布。這就意味著某些接收到的光量可能大于或小于預(yù)期，進(jìn)一步放大由駐波效應(yīng)。

如何抑制駐波效應(yīng)？

PEB

PEB，（Post-Exposure Bake），指的是在曝光后進(jìn)行適當(dāng)烘烤，高溫促進(jìn)光敏劑的擴(kuò)散，一定程度上彌補(bǔ)了光強(qiáng)分布不均，在顯影過程中得到更均勻的圖案剖面。

涂抗反射膜

使用TARC，BARC等抗反射層。

審核編輯：劉清