1光刻膠的靈敏度
靈敏度是指單位面積上入射的使光刻膠全部發生反應的min光能量(對紫外光刻膠而言)或min電荷量(對電子束光刻膠而言)。數值越小表明靈敏度越高,曝光所需的劑量相應越小,曝光過程越快。通常負膠的靈敏度要高于正膠。
靈敏度太低會影響產出效率,所以通常情況下希望光刻膠有較高得靈敏度;然而靈敏度太高會犧牲分辨率。
2光刻膠的分辨率
分辨率是指排除光刻設備影響,能在光刻膠上再現的min特征尺寸。光刻工藝中影響分辨率的因素有:能量源、曝光方式以及光刻膠本身(包括靈敏度、對比度、顆粒的大小、顯影時的溶脹、電子散射等)。通常正膠的分辨率要高于負膠。
下面討論一下分辨率與靈敏度的關系:
假設入射電子數為N,考慮隨機因素,實際入射得電子數在N±。為保證出現min劑量時不少于需求劑量的90%,要求£10%,得Nmin=100。對于關鍵尺寸曝光區要滿足:
其中,Wmin為特征尺寸,即分辨率??梢?,隨著靈敏度S增加,Wmin會逐漸增大,分辨就會變差。
(a)150 nm孤立線寬;(b)100nm孤立線條(c)50nm孤立線寬
3光刻膠的對比度
指光刻膠從曝光區到非曝光區過度的陡度。對比度越高的光刻膠,顯影過程中其厚度變化的反差大、過渡區小、輪廓清晰、邊壁陡直。通常正膠的對比度要高于負膠。
對比度定義為:
其中,D0為開始光化學反應所需要的min曝光劑量;D100為全部光刻膠被曝光所需要的曝光劑量。D0、D100的間距越小,光刻膠的對比度就越大,這樣有助于得出清晰的圖形輪廓和高的分辨率。一般光刻膠的對比度在0.9-2.0之間。對于亞微米圖形,要求對比度大于1。
工程師在選擇光刻膠時,一般會從以上的性能結果來進行評價,同時會兼顧現有的產品要求、設備能力及光刻膠成本等進行綜合考慮。