على وجه الخصوص، تم تحقيق استجابة محسنة للجرعة من مقاومات الضوء لأكسيد المعادن (MORs) عندما يتم تنفيذ خطوة خبز ما بعد التعرض للأشعة فوق البنفسجية تحت تركيزات مرتفعة من الأكسجين.
برزت مقاومات أكسيد المعادن (MORs) كمرشحين رئيسيين لتطبيقات الطباعة الحجرية المتقدمة بالأشعة فوق البنفسجية، مما يوفر دقة فائقة وخشونة حافة الخط المنخفضة وأداء جيد للجرعة إلى الحجم للأشعة فوق البنفسجية مقارنة بالمقاومات المضخمة كيميائيًا (CARs).
إن قدرتها الأفضل على نقل الأنماط للميزات الصغيرة والأغشية المقاومة الرقيقة تجعلها جذابة بشكل خاص للطبقات المعدنية ذات الدقة الأعلى، والمكشوفة باستخدام الطباعة الحجرية High NA EUV.
يوضح Imec الآن أنه يمكن تحسين استجابة جرعة MORs بشكل أكبر من خلال رفع تركيز الأكسجين فوق مستويات الغلاف الجوي أثناء خطوة الخبز بعد التعرض للطباعة الحجرية بالأشعة فوق البنفسجية – وهي خطوة معالجة حرارية حاسمة بعد التعرض لمقاومة الأشعة فوق البنفسجية وقبل تطور المقاومة.
“لقد لاحظنا سرعة ضوئية أسرع بنسبة 15-20% عند زيادة تركيز الأكسجين من الغلاف الجوي بنسبة 21% إلى 50% أثناء الخبز بعد التعرض،” كما يقول إيفان بولينتير من شركة Imec، “لوحظ هذا الاتجاه لكل من نموذج MOR ومواد MOR التجارية. تظهر هذه النتيجة لأول مرة أن التحكم بعناية في تكوين الغاز أثناء خطوات الطباعة الحجرية الرئيسية يمكن أن يقلل بشكل كبير من جرعة التعرض للأشعة فوق البنفسجية المطلوبة، مما يعزز بشكل مباشر إنتاجية الماسح الضوئي للأشعة فوق البنفسجية ويقلل تكاليف العملية. هذا فقط النتيجة الأولى من أداة BEFORCE: توفر تركيبة الغاز الخاضعة للرقابة مقبضًا إضافيًا لدراسة أصول التأثيرات البيئية على التباين الحجري لمواد MOR. ويمكن لمصنعي المعدات استخدام هذه الأفكار كمبدأ توجيهي لتكييف أدواتهم لتحسين إنتاجية الطباعة الحجرية بالأشعة فوق البنفسجية واستقرارها.
تم تحقيق النتائج باستخدام BEFORCE، وهي أداة بحث فريدة تم تطويرها بواسطة imec للتحقيق في دور البيئة المحيطة في استقرار البعد الحرج (CD) وأداء MORs.
يقول كيفن دورني من شركة Imec: “في مجموعات الأشعة فوق البنفسجية التجارية، يتم تعريض الرقائق المغلفة بالمقاومة في الفراغ ثم يتم نقلها إلى وحدة الخبز بعد التعريض، حيث يتم تسخينها تحت الظروف الجوية. تحاكي أداة BEFORCE الخاصة بنا هذه العمليات، ولكن يتم عزل نقل الرقاقات والخبز بعد التعريض عن جو غرفة الأبحاث ويمكن إجراؤها في بيئات يتم التحكم فيها بدقة تسمح بها أنظمة حقن الغاز والخلط. وكانت هذه القدرة الفريدة، جنبًا إلى جنب مع قياس سرعة الصورة المتكامل، أساسية للكشف عن دور الأكسجين في تعزيز استجابة جرعة MOR.
لاستغلال التأثير الإيجابي لتركيبات الغاز على أداء MOR على النحو الأمثل، يعد الفهم الأساسي للآلية الكيميائية التي تلعبها أثناء خبز المقاومة بعد التعرض أمرًا ضروريًا.
التجارب مستمرة لربط أداء MOR بملاحظات التغيرات الكيميائية أثناء الخبز – التي تم التقاطها بواسطة مطياف الأشعة تحت الحمراء المتكامل لتحويل فورييه – في ظل ظروف بيئية مختلفة.
إن التوسع المخطط لأداة BEFORCE مع إمكانيات القياس المتقدمة سيمكن شركة imec من تحقيق نتائج أكثر تأثيرًا.
يمكن استخدام BEFORCE على نطاق أوسع لدراسة مقاومات MOR وCAR ويمكن لشركاء imec الوصول إليها لتقييم المقاومة.
تمت مشاركة الإنجازات المقدمة والرؤى الأساسية الأولية في ورقتين في مؤتمر SPIE للطباعة الحجرية المتقدمة + الزخرفة لعام 2026:
- الورقة 13983-36 – “الكشف عن استراتيجية جديدة لتقليل الجرعة لمقاومة أكسيد الفلز بواسطة البيئة الجوية للخبز بعد التعرض”، I. Pollentier et al.
- ورقة 13983-50 – “الأصول الكيميائية للتعديلات البيئية في كيمياء الطباعة الحجرية لمقاومة MOR”، K. Dorney et al.
