沖洗
晶圓表面的
去離子水具有一定的
表面張力。在乾燥過程中,水的表面張力會施加在
光刻膠線條上,可能導致倒線。在沖洗顯影液時,去離子水的沖洗速度或晶圓旋轉速度過大時,也會造成倒線,如圖1所示。
這裡使用一個簡化的模型來分析,如圖2所示,有兩個光刻膠線條,它們之間填充了水,由於水表面張力的存在,施加在光刻膠線條上的作用力為
式中,
g 是水的表面張力,
q 是表面
接觸角,
S是光刻膠線條的間距。這個作用力的效果是把光刻膠線條向內部彎曲,它在光刻膠上產生的應力為
式中,
H/L為光刻膠線條的高寬比,
P是線條的周期(
S+L),該式表明,光刻膠線條內的應力隨高寬比、水的表面張力增大而增大,隨表面接觸角的增大而減小。因此
疏水的光刻膠中應力較小(由於水在其表面的接觸角較大),不易發生倒線。具有較高玻璃轉變溫度(Tg)的膠一般有較大的
楊氏模量值。I-線膠的力學強度大於KrF膠的力學強度,而KrF膠的力學強度又大於ArF膠的力學強度;因此,倒線的現象在ArF工藝中廣泛存在。尤其是在使用亮掩模(bright-field mask)曝光時,掩模大部分是透光的,顯影后殘留在晶圓上的光刻膠相對較少,形成一些孤立的圖形,更容易發生倒線。