Wat is Antireflectiecoating (BARC)?

Laag onder de resist die staande golven in de resist door licht van de ondergrond en maatvariaties bij hoogteverschillen onderdrukt.

Japanse benaming: 反射防止膜(BARC)

“Antireflectiecoating (BARC)” komt voor in 3 oefenvragen uit 2 onderwerpen, bijv. Lithografie, Procesmaterialen (gassen, chemicaliën).

Vakgebied: Lithografie

Wat reflectie van de ondergrond met de resist doet

Belichtingslicht dat door de fotoresist gaat, reflecteert op de lagen eronder, en silicium- en metaallagen reflecteren sterk. De gereflecteerde golf interfereert met de inkomende golf en vormt staande golven, zodat de dosis periodiek varieert over de resistdikte en de ontwikkelde zijwanden rimpels vertonen. De totale energie die in de resist wordt gekoppeld, schommelt ook met de resistdikte, waardoor de lijnbreedte periodiek varieert bij kleine dikteveranderingen; dit heet de swing curve. Boven topografie belicht licht dat zijwaarts van schuine randen reflecteert gebieden onder het masker, wat notching veroorzaakt.

Hoe een BARC reflectie onderdrukt

Een bottom anti-reflective coating (BARC) is een dunne laag tussen de ondergrond en de resist. De brekingsindex n, de absorptiecoëfficiënt k en de dikte worden zo gekozen dat licht dat erin binnenkomt wordt geabsorbeerd en de resterende reflecties van de boven- en onderkant elkaar door destructieve interferentie grotendeels opheffen. Een goed afgestemde BARC verlaagt de reflectie terug de resist in tot minder dan ongeveer 1%, wat de swing curve afvlakt en de meeste staandegolf- en notchingeffecten wegneemt. Omdat de optimale dikte afhangt van de golflengte en de onderliggende stapeling, wordt de BARC-dikte per laag gespecificeerd.

Organische versus anorganische BARC's

Organische BARC's zijn gespinde en gebakken polymeren met lichtabsorberende groepen; ze egaliseren ook kleine topografie en bieden een goed oppervlak voor de hechting van de resist, een rol die anders door HMDS-priming wordt vervuld. De meeste lossen niet op in ontwikkelaar, dus na de lithografie wordt de BARC die in de resistopeningen blootligt met een korte plasma-ets verwijderd voordat de onderliggende laag wordt geëtst, wat wat resist verbruikt. Anorganische BARC's, zoals siliciumoxynitride gedeponeerd met CVD, worden via de samenstelling afgestemd en kunnen in de laagstapeling achterblijven of tegelijk als hardmasker dienen.

BARC versus TARC en topcoat

Een top anti-reflective coating (TARC) ligt bovenop de resist en vermindert de reflectie aan het grensvlak lucht-resist, wat vooral het swing-effect vermindert; reflectie van de ondergrond houdt die niet tegen. Een topcoat bij ArF-immersielithografie heeft een ander doel: hij voorkomt dat het immersiewater resistcomponenten zoals de fotozuurgenerator uitloogt en houdt het oppervlak hydrofoob voor snelle bewegingen van de stage. Een pellicle is daarentegen een membraan dat het fotomasker tegen deeltjes beschermt en geen onderdeel van de laagstapeling op de wafer.

Nu oefenen: vragen over Antireflectiecoating (BARC)

Wat is het belangrijkste doel van de anti-reflectiefilm (BARC) die onder de resist wordt aangebracht?

  1. AHet etsen versnellen
  2. BStaande golven in de resist en variaties in afmetingen door licht dat door de ondergrond wordt gereflecteerd onderdrukken
  3. CDe resist en de wafer aan elkaar laten hechten
Antwoord en toelichting tonen

Antwoord: B. Staande golven in de resist en variaties in afmetingen door licht dat door de ondergrond wordt gereflecteerd onderdrukken

Als belichtingslicht door de resist gaat en door de ondergrond wordt gereflecteerd, interfereert het met het invallende licht en ontstaan staande golven (verticale strepen) in de resist, varieert de geabsorbeerde lichthoeveelheid periodiek met kleine verschillen in resistdikte, waardoor afmetingen variëren (swing curve), en wordt het patroon dunner door licht dat schuin aan stappen in de ondergrond wordt gereflecteerd. BARC is een organische of anorganische absorberende film die de reflectie van de ondergrond tot 1% of minder beperkt en de nauwkeurigheid van afmetingen verhoogt.

Veelgestelde vragen

Waar staat BARC voor in de lithografie?

BARC staat voor bottom anti-reflective coating, een absorberende laag die onder de fotoresist wordt aangebracht om reflecties van de ondergrond tijdens de belichting te onderdrukken.

Wat is het verschil tussen BARC en TARC?

Een BARC ligt onder de resist en onderdrukt reflectie van de ondergrond, staande golven en notching, terwijl een TARC bovenop de resist ligt en de reflectie aan het bovenoppervlak vermindert, vooral om variatie volgens de swing curve te verkleinen.

Hoe wordt een BARC na de lithografie verwijderd?

De meeste organische BARC's worden niet door de ontwikkelaar verwijderd, dus de BARC in de resistopeningen wordt met een korte plasma-ets geopend voordat de onderliggende laag wordt geëtst, en de rest wordt samen met de resist gestript.

“Antireflectiecoating (BARC)” in de toelichting

Vragen met “Antireflectiecoating (BARC)” (3)

  1. Wat is het belangrijkste doel van de anti-reflectiefilm (BARC) die onder de resist wordt aangebracht?
  2. Wat is het belangrijkste doel van het behandelen van het waferoppervlak met HMDS en dergelijke vóór het aanbrengen van resist?
  3. Welke laag wordt bij ArF-immersiebelichting boven op de fotoresist aangebracht om te voorkomen dat het immersiewater en de resist rechtstreeks in contact komen?

Verwante termen

Fotoresist Contact Pellicle ArF-excimeerlaser Chemisch versterkte resist (CAR) EUV-belichting Fasenverschuivingsmasker (phase-shift mask) Fotomasker (reticle) High-NA EUV Immersielithografie

Naar de woordenlijst