引言

　　顯影過(guò)程中顯影劑溶液的溫度會(huì)對(duì)抗蝕劑性能產(chǎn)生重大影響。速度隨著溫度以復(fù)雜的方式變化，通常導(dǎo)致“更快”的抗蝕劑工藝的反直覺(jué)結(jié)果。顯影速率對(duì)劑量(或?qū)γ艋瘎舛?曲線(xiàn)的形狀也將隨溫度發(fā)生顯著變化，從而可能導(dǎo)致顯著的性能差異。盡管在這一領(lǐng)域已經(jīng)發(fā)表了一些好的工作，但在定量的表征顯影劑溫度的影響方面還不夠。

　　實(shí)驗(yàn)

　　為了了解顯影劑溫度對(duì)溶解速率行為的影響，研究了一種g線(xiàn)和七種I線(xiàn)光刻膠。g線(xiàn)抗蝕劑OFPR-800是半導(dǎo)體工業(yè)中仍在使用的最古老的光刻膠之一，被稱(chēng)為低對(duì)比度抗蝕劑。每個(gè)抗蝕劑被涂覆在裸露的硅晶片上，厚度約為0.6-1.8m。每種抗蝕劑的軟烘焙和曝光后烘焙(PEB)條件以及所用的特定顯影劑如圖1所示。

結(jié)果和討論

　　對(duì)于所有抗蝕劑，溶解速率行為隨顯影劑溫度的變化是相似的，但程度或多或少取決于抗蝕劑。

　　通過(guò)將溶解速率行為擬合到開(kāi)發(fā)模型，可以顯示R(m)曲線(xiàn)隨溫度的變化，如圖2所示。對(duì)于這種擬合，為了消除表面抑制效應(yīng)并分析整體顯影行為，抗蝕劑的頂部被排除。同樣，結(jié)果顯示在高劑量下，較高的顯影劑溫度增加了顯影速率。但是在低劑量下，情況正好相反。使用顯影模型，提高顯影劑溫度導(dǎo)致最大顯影速率Rmax增加，溶解選擇性參數(shù)n增加。發(fā)現(xiàn)大多數(shù)研究的抗蝕劑的閾值聚合氯化鋁濃度mTH為負(fù)(少數(shù)抗蝕劑在0.0-0.15范圍內(nèi))，并且不會(huì)隨溫度顯著變化。不包括表面抑制效應(yīng)的Rmin測(cè)量需要特別小心。數(shù)據(jù)顯示，在整個(gè)溫度范圍內(nèi)，所有抗蝕劑(OFPR-800除外)的Rmin都很小。

　　除了影響抗蝕劑速度之外，溶解選擇性參數(shù)n對(duì)于抗蝕劑性能至關(guān)重要。圖4顯示了較低的溫度和由此產(chǎn)生的較低的n值如何產(chǎn)生更差的抗蝕劑側(cè)壁角度(在這種情況下，曝光劑量被調(diào)整為給定溫度下的劑量大小)。盡管未示出，較低的溫度也將導(dǎo)致較小的聚焦曝光過(guò)程窗口。

總結(jié)

　　如果將溫度與曝光劑量和抗蝕劑深度一起簡(jiǎn)單地作為另一個(gè)獨(dú)立變量來(lái)處理，那么顯影劑溫度對(duì)溶解速率行為的影響將顯得相當(dāng)復(fù)雜。這里使用的方法是參數(shù)化開(kāi)發(fā)人員溫度對(duì)開(kāi)發(fā)模型系數(shù)的影響。如果顯影速率對(duì)曝光(或聚合氯化鋁濃度)曲線(xiàn)的形狀在感興趣的溫度范圍內(nèi)被給定模型充分?jǐn)M合，則可以確定模型的每個(gè)參數(shù)隨溫度的變化。如果模型表現(xiàn)良好，即得到的參數(shù)作為顯影劑溫度的函數(shù)是平滑變化的，這種方法可以用來(lái)完全描述顯影劑溫度的影響。
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　　審核編輯：鄢孟繁