光阻及底層材料光物理性質變異研究

本研究針對 EUV 光阻及底層材料的反射率研究主題分為兩個部分：

第一部分為量測各種不同底層材料及光阻的反射率，進行 Step(1)的量測，

以求得薄膜樣品的 n、σabs、T 等光學常數。

Step(1)：量測角度 θ 為 0 至 85 度(2θ 為 0 至 170 度)，在一般的量 測條件光束線單光儀的入口及出口的光柵為 20 μm × 200 μm 下所進行，

其平均光強度為 4.6 x 10¹² photon/sec，光子數的量測方法請參見章節 2.4，

其每個角度的平均曝光劑量為 0.88 mJ/deg。此部分的工作旨在建立台灣 EUV 材料光學性質的能力與設施，其為國科會國家型整合計畫(次世代極 紫外光微影技術-從光源建造、光罩、材料、製程到奈米元件可靠度研究 NSC-98-2120-M-009-007)的分項計劃。

本實驗過程中亦觀測到當薄膜樣品經過長時間的曝光後，部分樣品經 多次量測所獲得的反射率曲線不具重覆性，本實驗針對所有樣品進行 Step(1)的曝光。因上述 Step (1) 曝光劑量對於 PMMA 過強，無法在反射 率曲線上獲得清楚的干涉條紋。為詳細研究光阻之剝蝕效應，故針 對 RRR 及 PMMA 光阻樣品，本實驗調整光束線的入口光柵狹縫及出口光柵狹縫，

以減弱光束線的光通量如表 1 所列，進行新鮮樣品的反射率的量測，並 調整光束線的入口光柵狹縫及出口光柵狹縫，以減弱光束線的光通量，

其相關曝光劑量如表 1。

此外，因上述曝光劑量對於 PMMA 過強，無法在反射率曲線上獲得 清楚的干涉條紋，故針對 PMMA 樣品，本實驗再將光縮成原光通量的 1/7 倍及 1/5 倍。改變不同的曝光劑量，除了可以觀測到量測樣品反射率

曲線上干涉暈紋的變化，監控薄膜樣品在 EUV 光照射下的平整性，亦可 由反射率曲線的變化獲得薄膜樣品的剝蝕速率。

表 1：Step(1)各種光通量及其曝光劑量 Beamline

Condition

Slit condiction

(μm×μm) Photon intensity (Photons/deg)

Step(2)量測的角度在 11-18 度之間樣品的反射率，其曝光區域大小約 為 1.0 × 3.0 mm²。本步驟的設計因為本實驗中所量測的樣品其臨界角介

本實驗曝光強度的計算由另一套系統雙離子腔(Double Ion Chamber) 其中[1-reflectivity(i)]是量測樣品在角度 i 的吸收，reflectivity(i)為使用量 測獲得反射率的塊材性質模擬曲線；N 為散布在每個角度樣品面積上的 光子數(Photon/cm²)，如表 1 所示；h 為普朗克常數 6.626×10^-34 J．s/photon；

c 為光速 3×10⁸ m/s；λ 為 EUV 光源波長 13.5 nm；W × H90為同步輻射光

在θ 為 90 度時的光點，其曝光面積大小約為 1.0 × 0.8 mm²。本實驗使用 的光子數經過去五次不同實驗梯次的量測，其不準確度約為 ±10%，但 本實驗使用的 EUV 光光源並不均勻，估計其帶給曝光面積的不準確度約 為 100%。計算樣品所受之曝光劑量與角度的關係以及曝光劑量隨樣品角 度之關係，結果如圖 8 所示，當 θ 角度越大，曝光面積會所隨著 θ 轉軸 角度增加而變小，在曝光面積內的曝光能量會越高。上述各步驟條件及 曝光劑量請參照表 2。

圖 8. 反射儀各步驟樣品旋轉角度與累積曝光量的關係。

表 2：本實驗所使用之曝光條件及對應能量

a 為使用 Step(3)進行兩次曝光後的曝光累積劑量

Step slit1(μm) slit2 (μm) θ(degree) 2θ(degree) Accmulated Dose at 85° (mJ/cm²) Step(1) 40 200 0-85 0-170 600 Step(2) 200 200 11-18 22-36 12,100 Step(3) 200 200 0-85 0-170 14,900 (17,400 ^a)