第三章 結果與討論
3.2 光阻釋氣定量結果
國際上，SEMATECH 定義以 QMS 量測 EUV (13.5 nm)光源照射下 的光阻釋氣速率量測條件為以 N2 做校正氣體如章節 2.4.1、2.4.3.所述，
質譜圖掃描範圍在 m/z 35~200 並排除 m/z 44 之釋氣物，光阻曝光劑量 (Dose)於 15 mW cm-2 s-1。
PMMA: 各厚度 PMMA 光阻薄膜經 EUV (13.5 nm)及 BEUV (6.7
nm) 光 源 照 射 下 中 性 釋 氣 定 量 結 果 將 與 本 團 隊 先 前 所 做 實 驗 及 SEMATECH 團隊量測的釋氣速率相互比較，23, 32本實驗與 SEMATECH 團 隊 不 同 之 處 在 於 本 實 驗 所 掃 描 的 質 譜 圖 範 圍 在 m/z 11~101 ， 而 SEMATECH 團隊所掃描的質譜圖範圍在 m/z 35~200，本團隊先前所做 PMMA 中性釋氣實驗結果已顯示 m/z 於 100~200 間的訊號微乎其微，19 因同步輻射光束線實驗時間之限制，故本實驗針對 m/z 11~101 的區段做 詳細掃描，PMMA 於 EUV、BEUV 光源條件下所測得的釋氣量與光阻 厚度及光源的關係列於表 6。各厚度下 PMMA 中性釋氣量的標準差於 EUV 及 BEUV 下的標 準差分別為 ±11% 與 ±60%，此差異主要是因為 BEUV 的訊號強度較 小(約為 EUV 淨訊號的 1/18 倍)，故容易因背景的干擾而存在較大的不 準確度。由表 6 可知 PMMA 於 EUV 與 BEUV 光源下，厚度由 50~80 nm 範圍上升到 80~125 nm 範圍時釋氣速率有上升的趨勢，而於 80~125 nm 區間內釋氣速率在實驗誤差範圍內則無差異，此結果與本團隊先前所 量測 PMMA 中性釋氣量與離子釋氣量與厚度無關的結果相符。此現象
可推測中性釋氣擴散的厚度~80 nm，自光阻表面往下~80 nm 後碎片不易 擴散出光阻表面，而 < 80 nm 厚度的光阻釋氣量較少，可能原因包含(1) 因吸收光徑較短所以吸收量較少；(2)矽基材吸收光子所產生的光電子與 二次電子亦不容易進入光阻內與光阻再作用。
GJ、GJH: GJH 各厚度中性釋氣定量結果將與本團隊先前所做 125
nm 的 GJH 實驗及 SEMATECH 等團隊量測的釋氣速率相互比較，23, 32 本團隊先前所做 GJH 中性釋氣實驗結果已顯示 m/z 於 100~200 間的訊 號微乎其微，因同步輻射光速線實驗時間之限制，故本實驗針對 m/z 11~101 的區段做詳細掃描，GJH、GJ 於 EUV、BEUV 光源條件下所測 得的釋氣量與光阻厚度及光源的關係分別列於表 7、表 8。於表 7 中比較本團隊先後於 EUV 光源照射下對相同厚度(100 nm) 的 GJH 所測得的釋氣量，其絕對誤差小於 20%，顯示本量測具良好的 再現性。以 m/z 11~101 為例，綜觀 GJH 於 EUV 光源下，厚度由薄到 厚(65 nm ~125 nm)其釋氣速率雖亦無規則的上升或下降趨勢，但因訊號 較小誤差率大，故無法明確判斷 GJH 的光阻厚度於 EUV 光源下是否與 釋氣速率相關。GJH 於 BEUV 及 GJ 於 EUV、BEUV 光照下所得釋 氣速率亦有相似情形，故亦無法明確判斷於 EUV、BEUV 光照下 GJH 與 GJ 光阻厚度是否與釋氣速率相關。
Compare PMMA、GJ、GJH: 由 2013 年 Pollentier 團隊利用質荷比
cut off 的方式至 m/z 300 來計算釋氣速率，提出 EUV 光學元件的污染速率與此區間(m/z)0.5 成正比，33 2014 年 EIDEC (EUVL Infrastructure Development Center, Inc.)等團隊則提出量測每一釋氣物種的壓力來計算 釋氣速率較為準確，34由本實驗結果得知若只計算部分質荷比區段的釋氣 則會有相對大的誤差，如表 6、表 7、表 8 中可知 PMMA、GJH、GJ 於 100 nm 時可知於 EUV、BEUV 光源下 m/z >35(exclude 44)的 PMMA 約 佔總釋氣量的(43%、43%)，相對來說 GJH、GJ 則約佔總釋氣量的(90%、
90%)、(87%、82%)，故釋氣速率的計算須通盤考量質荷比由小到大的計 算，如本研究使用質譜消去法分析釋氣物種才能全面的得知各釋氣的斷 片來源。
表 6. PMMA 中性釋氣速率與光阻厚度、光源的關係，Outgassing rate (1014 molecules cm-2 s-1)@ 15mW cm-2
表 7. GJH 中性釋氣速率與光阻厚度、光源的關係，Outgassing rate(1014 molecules cm-2 s-1)@ 15mW cm-2
GJH
Outgassing rate (1014 molecules cm-2 s-1) @15 mW cm-2
11-101 11-101 35-101 35-101 33-550 35-435
(except 44) (except 44) (except 44) (except 44)
6.7 nm This work(65 nm) 12 ± 6 12 ± 6 9.4 ± 6.7 9.2 ± 6.8
This work(100 nm) 19 ± 2 17 ± 2 15 ± 2 13 ± 3
13.5 nm This work(65 nm) 14 ± 5 14 ± 5 12 ± 4 12 ± 4
This work(100 nm) 12 ± 2 11 ± 2 10 ± 2 9.5 ± 0.2
Previous work(100 nm) 9.8 9.4 7.1 7.1
Previous work(125 nm) 11 9.8 7.1 7.1
Intel Wisconsin 24 0.013
SEMATECH Wisconsin 24 1.2
SEMATECH U. Albany 24 3.2
ASET 24 5.3
BOC Edwards 24 7.5
Univ. of Hyogo 24 12
CEA/LETI 24 34
ELETTRA Trieste 24 290
表 8. GJ 中性釋氣速率與光阻厚度、光源的關係，Outgassing rate(1014 molecules cm-2 s-1)@ 15mW cm-2
GJ
Outgassing rate (1014 molecules cm-2 s-1) @15 mW cm-2
11-101 11-101 35-101 35-101 33-101 35-101
(except 44) (except 44) (except 44) (except 44) 6.7 nm This work(50 nm) 4.7 ± 2.8 4.3 ± 2.6 3.7 ± 2.2 3.3 ± 2.0
This work(100 nm) 6.7 ± 4.0 6.3 ± 3.8 4.8 ± 2.7 4.4 ± 2.6 13.5 nm This work(50 nm) 8.4 ± 5.0 8.0 ± 4.8 6.8 ± 4.1 6.4 ± 3.8 This work(100 nm) 9.9 ± 5.9 9.3 ± 5.6 8.1 ± 4.9 7.6 ± 4.6