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tag: 黄光

对比度

为了测量光刻胶的对比度，将一定厚度的光刻胶膜在不同的辐照剂量下曝光，然后测量显影之后剩余光刻胶的膜厚，利用得到的光刻胶膜厚-曝光剂量响应曲线进行计算就可以得到对比度。
光刻胶的对比度会直接影响到曝光后光刻胶膜的倾角和线宽。
光刻胶的对比度：不同的光刻胶膜厚-曝光剂量响应曲线的外推斜率。

![[A=PH=光刻胶的对比度 image 1.png]]

对于负胶，只有达到临界曝光剂量后，才形成胶体的交叉链接，临界曝光剂量以下的负胶中不会形成图形，如图所示。

![[A=PH=光刻胶的对比度 image 2.png]]

达到临界曝光剂量后，随曝光剂量的增加，负胶膜上形成的胶化图像厚度逐渐加大，最终使胶化图像的薄膜厚度等于初始时负胶的膜厚。

![[A=PH=光刻胶的对比度 image 3.png]]

其中，Dⁱ_g为负胶的临界曝光剂量，D^o_g为负胶的胶化薄膜厚度与曝光开始时负胶膜厚度相等时的曝光剂量。

测量正胶对比度的方法与负胶相同，正胶的膜厚随着曝光剂量的增加而减小，直到在显影的过程中被完全除去，曝光区域剩余的正胶膜厚与曝光剂量的关系如图所示。

![[A=PH=光刻胶的对比度 image 4.png]]

![[A=PH=光刻胶的对比度 image 5.png]]

Dc为完全除去正胶膜所需要的最小曝光剂量，Do为对正胶不产生曝光效果所允许的最大曝光剂量。

在理想的曝光过程中，投到光刻胶上的辐照区域应该等于掩模版上的透光区域，在其他区域应该没有辐照能量。在实际的曝光过程中，由于衍射和散射的影响，光刻胶所接受的辐照具有一定的分布。

以正胶为例，部分区域的光刻胶受到的曝光剂量小于Dc而大于Do，在显影过程中只有部分溶解。因此经过显影之后留下的光刻胶的侧面都会有一定的斜坡。

光刻胶的对比度越高，光刻胶层的侧面越陡。

![[A=PH=光刻胶的对比度 image 6.png]]

由于线宽是通过测量光刻胶/衬底之上特定高度的线条间距得到的，光刻胶侧面的陡度越好，线宽描述掩模尺寸的准确度就越高。

最终的图形转移是经过刻蚀完成的，而干法刻蚀在一定程度上对光刻胶也有侵蚀作用，所以陡峭的光刻胶可以减小刻蚀过程中的钻蚀效应，从而提高分辨率。

采用调制转移函数(MTF) 来描述曝光图形的质量，MTF的定义表达式为：

![[A=PH=光刻胶的对比度 image 7.png]]

Imax为曝光图形上的最大辐照强度，Imin为最小辐照强度。

定义光刻胶的临界调制转移函数为：

![[A=PH=光刻胶的对比度 image 8.png]]

为了使曝光系统能够得到要求的线条，对应这些线条尺寸的调制转移函数MTF就需要大于或等于所用的光刻胶的CMTF。对比度与CMTF之间的关系为

![[A=PH=光刻胶的对比度 image 9.png]]

如果已知曝光系统对各种线条的MTF，根据光刻胶对比度，可以计算这一系统可以形成的最小图形尺寸。

在显影过程中，如果显影液渗透到光刻胶中，光刻胶的体积就会膨胀，这将导致图形尺寸发生变化，这种膨胀现象主要发生在负胶中。
由于负胶存在膨胀现象，对于光刻小于3μm图形的情况，基本使用正胶来代替负胶。正胶在显影液中的溶解机制与负胶不同，不会发生膨胀，所以正胶的分辨率比负胶高。
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