最後更新:2026年10月8日曝光・微影圖案化・光罩・光阻

線邊緣粗糙度(LER)是什麼

Line Edge Roughness

線邊緣粗糙度(LER)是指經曝光、顯影形成的圖形邊緣,偏離理想直線、在奈米等級呈鋸齒狀起伏的程度。線寬本身的起伏則稱為LWR。微縮越進展,起伏相對於線寬的比例就越無法忽視,會造成臨界電壓變異與良率下降。

目錄5 項
  1. 定義與原理
  2. 常見問題
  3. 相關企業
  4. 相關用語
  5. 比較文章

定義與原理

線邊緣粗糙度(LER:Line Edge Roughness)是指經曝光、顯影形成的圖形邊緣(edge),偏離理想直線、在奈米等級呈鋸齒狀起伏的程度。線寬本身的起伏則稱為LWR(Line Width Roughness)。微縮越進展,這種起伏相對而言就越無法忽視。

LER的主要成因包括光阻中分子與聚合物的尺寸、酸擴散的變異,以及在EUV曝光中特別明顯的光子散粒雜訊(統計性變異,隨機效應)。曝光所用的光子數越少,到達位置的變異就越容易以邊緣粗糙的形式顯現。

LER過大會導致電晶體臨界電壓變異、漏電流增加及導線電阻變異,使效能與良率惡化。因此,以CD-SEM等進行定量評估,並將其控制在容許範圍內的管理相當重要。

對策包括改良光阻材料、平滑化處理、最佳化曝光條件等。搭配隨機效應、EUV光阻、光阻、CD-SEM、EPE等條目一起閱讀,即可系統性理解微細圖形形成的變異課題。材料由JSR、東京應化(TOK)、信越化學等廠商開發。

線邊緣粗糙度(LER)的常見問題

為什麼LER會成為問題?
因為圖形邊緣起伏會使實際線寬(閘極長度)因位置而異,造成電晶體臨界電壓與驅動電流的變異。當微縮使線寬本身變小,即使同樣是數nm的起伏,相對影響也會急遽增大。
LER的成因是什麼?
包括光阻內高分子與酸產生劑分布不均、化學放大型光阻中的酸擴散、顯影時的溶解變異,以及EUV中入射光子數的統計性起伏(散粒雜訊)。根本原因在於材料本身分子尺度的不均勻性。
如何改善LER?
方法包括改良光阻材料(金屬氧化物光阻等)、增加曝光劑量以抑制散粒雜訊、顯影後的平滑化處理,以及利用蝕刻進行平滑化。但增加曝光劑量會降低產能,因此需在RLS取捨的範圍內進行最佳化。

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