引言：光刻膠溶解過程的表征一直受到持續(xù)研究，旨在優(yōu)化未來半導(dǎo)體和光子器件制造中的圖形化工藝。對溶解過程進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，能夠提供此類表征所需的關(guān)鍵信息。在本應(yīng)用說明中，使用 FR-Basic VIS/NIR 系統(tǒng)配合 FR-Liquid 附件，演示了對光刻膠（AR-N7520.18）薄膜在標(biāo)準(zhǔn)顯影液（AZ726MIF）中溶解過程的實(shí)時監(jiān)測。

手段與方法：被測樣品為一片經(jīng)旋涂工藝涂覆了 AR-N7520.18 光刻膠薄膜的硅片。AR-N7520 是由 All Resist 公司生產(chǎn)的商用高分辨率負(fù)性電子束光刻膠。表征實(shí)驗(yàn)使用 FR-Basic VIS/NIR 系統(tǒng)配合 FR-Liquid 附件完成。為避免在表征過程中曝光光刻膠薄膜，測量時將系統(tǒng)工作光譜范圍設(shè)置在 >400 nm。FR-Liquid 是一種用于實(shí)時監(jiān)測薄膜（無論薄或厚）在液體處理過程中厚度及光學(xué)常數(shù)（n 和 k）變化（如溶脹或溶解）的專用附件。它由一個聚四氟乙烯（PTFE，即特氟龍）材質(zhì)的樣品池和一個用于固定待測樣品的夾具組成。由于 PTFE 具有疏水性以及優(yōu)異的化學(xué)和熱穩(wěn)定性，因此 FR-Liquid 可適用于多種液體環(huán)境。樣品池上設(shè)計(jì)有光學(xué)窗口，使得 FR-Basic 系統(tǒng)能夠通過透射或反射方式進(jìn)行光學(xué)測量，從而實(shí)現(xiàn)對液體環(huán)境中樣品動態(tài)變化的原位監(jiān)測。

結(jié)果：圖1展示了記錄到的反射光譜與擬合光譜的對比。盡管反射探頭安裝在容器外部，擬合結(jié)果仍然非常理想。測量環(huán)境設(shè)置為與顯影液（developer）特性匹配。這種配置使得可以使用任何類型的顯影液，因?yàn)榉瓷涮筋^與液體完全無接觸。同時，反射探頭采用水平安裝方式，而待測樣品呈垂直方向插入，這種設(shè)置便于快速將樣品浸入顯影液中，并記錄到高強(qiáng)度的干涉極值（interference extrema），從而提高測量精度。對于非常薄的薄膜，建議使用帶有適當(dāng)光學(xué)厚度介質(zhì)層（例如大于 500 nm 的 SiO?）的硅片作為基底，以增強(qiáng)測量信號。圖2展示了未曝光區(qū)域光刻膠薄膜厚度隨時間的變化過程。對于正性光刻膠或任何透明/半透明聚合物涂層，也可記錄到類似的結(jié)果。

圖1：浸入 AZ726MIF 顯影液中的硅片上 800 nm 厚光刻膠薄膜的反射光譜及其擬合曲線。