引言
顯影過程中顯影劑溶液的溫度會對抗蝕劑效能產生重大影響。速度隨著溫度以複雜的方式變化，通常導致“更快”的抗蝕劑工藝的反直覺結果。顯影速率對劑量(或對敏化劑濃度)曲線的形狀也將隨溫度發生顯著變化，從而可能導致顯著的效能差異。儘管在這一領域已經發表了一些好的工作，但在定量的表徵顯影劑溫度的影響方面還不夠。
實驗
為了瞭解顯影劑溫度對溶解速率行為的影響，研究了一種g線和七種I線光刻膠。g線抗蝕劑OFPR-800是半導體工業中仍在使用的最古老的光刻膠之一，被稱為低對比度抗蝕劑。每個抗蝕劑被塗覆在裸露的矽晶片上，厚度約為0.6-1.8m。每種抗蝕劑的軟烘焙和曝光後烘焙(PEB)條件以及所用的特定顯影劑如圖1所示。
結果和討論
對於所有抗蝕劑，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於抗蝕劑。
透過將溶解速率行為擬合到開發模型，可以顯示R(m)曲線隨溫度的變化，如圖2所示。對於這種擬合，為了消除表面抑制效應並分析整體顯影行為，抗蝕劑的頂部被排除。同樣，結果顯示在高劑量下，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，提高顯影劑溫度導致最大顯影速率Rmax增加，溶解選擇性引數n增加。發現大多數研究的抗蝕劑的閾值聚合氯化鋁濃度mTH為負(少數抗蝕劑在0.0-0.15範圍內)，並且不會隨溫度顯著變化。不包括表面抑制效應的Rmin測量需要特別小心。資料顯示，在整個溫度範圍內，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，溶解選擇性引數n對於抗蝕劑效能至關重要。圖4顯示了較低的溫度和由此產生的較低的n值如何產生更差的抗蝕劑側壁角度(在這種情況下，曝光劑量被調整為給定溫度下的劑量大小)。儘管未示出，較低的溫度也將導致較小的聚焦曝光過程視窗。
總結
如果將溫度與曝光劑量和抗蝕劑深度一起簡單地作為另一個獨立變數來處理，那麼顯影劑溫度對溶解速率行為的影響將顯得相當複雜。這裡使用的方法是引數化開發人員溫度對開發模型係數的影響。如果顯影速率對曝光(或聚合氯化鋁濃度)曲線的形狀在感興趣的溫度範圍內被給定模型充分擬合，則可以確定模型的每個引數隨溫度的變化。如果模型表現良好，即得到的引數作為顯影劑溫度的函式是平滑變化的，這種方法可以用來完全描述顯影劑溫度的影響。
