0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

BEOL应用中去除蚀刻后残留物的不同湿法清洗方法

华林科纳半导体设备制造 来源:华林科纳半导体设备制造 作者:华林科纳半导体设 2022-06-14 16:56 次阅读

引言

随着尺寸变得越来越小以及使用k值< 3.0的多孔电介质,后端(BEOL)应用中的图案化变得越来越具有挑战性。等离子体化学干法蚀刻变得越来越复杂,并因此对多孔材料产生损伤。在基于金属硬掩模(MHM)开口的低k图案化中,观察到两个主要问题。首先,MHM开口后的干剥离等离子体对暴露的低k材料以及MHM下面的低k材料造成一些损伤。受损低k是非常易碎的材料,不应该被去除,否则将获得一些不良的轮廓结构。其次,连续的含氟低k蚀刻等离子体导致聚合物的形成(图1)。这些聚合物已通过X射线光电子能谱(XPS) 进行了表征,并被发现是碳氟聚合物,很难去除。然而,在不去除受损的低k值的情况下,良好地去除这些聚合物对于获得高产结构是至关重要的。蚀刻后等离子体处理可以去除聚合物,但是通常会导致电介质的k值增加。在不去除受损低k材料的情况下去除聚合物的另一种方法是使用湿法清洗溶液,这一主题将是本文的重点。

poYBAGKoTUWADZyEAAAtMP2X5qA175.jpg

结果和讨论

含水酸化学物质

所有相容性结果总结在图2中。虚线表示测量误差(厚度为2nm,折射率为0.005,

k值为0.100)。含水酸化学物质似乎与低k材料相容,因为没有观察到重大变化。测定项目A和C产生的k值超出误差线。这些变化可能是一个亲戚的指示不相容,或者也可能是化学成分仍然处于低k值。脱气实验可能会证实这一假设。此外,对于化学物质A(高含量的蚀刻添加剂),观察到折射率略有降低,这表明结构发生了变化(孔隙率增加)。然而,FTIR(图3)分析没有揭示任何结构变化。化学折光率的变化可能是由于测量中的波动。所有含水酸化学物质的FTIR光谱非常相似。

pYYBAGKoTUWANBZRAAB7VpW-rA8646.jpg

图案化晶片上的清洗效率也用含水酸化学物质进行评估。HF装饰步骤前后的结果总结在图4中。有趣的是,我们可以观察到蚀刻添加剂的量和清洁性能之间的相关性。如果蚀刻添加剂的量较低,(化学成分C)聚合物的面纱会剥离。这一观察清楚地表明,基于化学的少量蚀刻添加剂是无效的。另一方面,当蚀刻添加剂的量达到中等或高时,在装饰步骤后没有观察到聚合物面纱剥离。这表明聚合物残余物被充分去除。然而,在这种情况下,受损的低k材料(图4,左下)也被去除。

有机溶剂混合物

如前所述,已经对聚合物残留物进行了表征,并发现其为碳氟聚合物。有机溶剂混合物将比含水化学物质具有更好的润湿性能,并且应该能够溶解聚合物。图5总结了等离子体处理的毯式晶片的相容性测试(厚度和折射率)。在椭圆偏振测量中没有观察到大的变化。折射率在测量误差范围内(0.005)。与未经清洗的等离子体处理的晶片相比,观察到厚度略有增加,k值显著增加(+0.3)。清洁之前和之后的覆盖等离子体处理的晶片的FTIR光谱(未示出)没有显示任何结构变化。

蚀刻侧壁后,可以容易地识别聚合物(图7左图)。使用有机溶剂混合物进行清洁测试,不使用兆频超声波功率(图7,中间图片)。在没有兆频超声波的溶剂清洗之后,获得了一些聚合物的去除,但是也观察到了残留物的再沉积。最后,当有机溶剂混合物与兆声一起使用时,观察到聚合物残余物的部分溶解(图7右图)。目前,正在进行更彻底的筛选,以完全清除井壁聚合物。

然而,如图8所示,部分聚合物的去除已经对产出的器件产生了显著的影响。当有机溶剂混合物与记录过程(POR,仅蚀刻)相比时,观察到明显的改善。当使用有机溶剂混合物时,在单镶嵌90 nm间距器件上获得超过95%的产率。

poYBAGKoTUWAVif8AABZpvUt0dg899.jpg

结论

我们华林科纳对含水酸化学物质进行了广泛的研究,并证明了所研究的含水酸化学物质对于蚀刻后残留物的去除并不完全成功。一些聚合物残留物可以被去除。然而,这种去除总是与被破坏的低k的去除相关联。当使用具有少量蚀刻添加剂的含水酸化学物质时,没有聚合物可以被去除。另一方面,纯有机溶剂更有前途。相容性测试是成功,且k值可以通过额外的烘焙步骤来提高。最初的结果令人鼓舞,由于较好的润湿性能,观察到部分溶解。如果使用兆声功率,可以避免聚合物的再沉积。最后,当用有机溶剂混合物进行清洗时,电结果明显改善。

审核编辑:符乾江

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 芯片
    +关注

    关注

    455

    文章

    50769

    浏览量

    423379
  • 半导体
    +关注

    关注

    334

    文章

    27331

    浏览量

    218356
收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    芯片制造中的湿法刻蚀和干法刻蚀

    在芯片制造过程中的各工艺站点,有很多不同的工艺名称用于除去晶圆上多余材料,如“清洗”、“刻蚀”、“研磨”等。如果说“清洗”工艺是把晶圆上多余的脏污、particle、上一站点残留物去除
    的头像 发表于 12-16 15:03 339次阅读
    芯片制造中的<b class='flag-5'>湿法</b>刻蚀和干法刻蚀

    光刻胶清洗去除方法

    光刻胶作为掩模进行干法刻蚀或是湿法腐蚀,一般都是需要及时的去除清洗,而一些高温或者其他操作往往会导致光刻胶碳化难以去除
    的头像 发表于 11-11 17:06 421次阅读
    光刻胶<b class='flag-5'>清洗去除</b><b class='flag-5'>方法</b>

    去除晶圆表面颗粒的原因及方法

    本文简单介去除晶圆表面颗粒的原因及方法。   在12寸(300毫米)晶圆厂中,清洗是一个至关重要的工序。晶圆厂会购买大量的高纯度湿化学品如硫酸,盐酸,双氧水,氨水,氢氟酸等用于清洗
    的头像 发表于 11-11 09:40 337次阅读

    湿法蚀刻的发展

    蚀刻的历史方法是使用湿法蚀刻剂的浸泡技术。该程序类似于前氧化清洁冲洗干燥过程和沉浸显影。晶圆被浸入蚀刻剂罐中一段时间,转移到冲洗站
    的头像 发表于 10-24 15:58 171次阅读
    <b class='flag-5'>湿法</b><b class='flag-5'>蚀刻</b>的发展

    锡膏焊接残留物如何清洗

    众所周知,锡膏焊接或多或少会留下一些残留物,而残留物容易对电子产品产生一些不良影响,如电路短路、介质突破、元器件腐蚀等。虽然为了满足电子厂商的要求,大部分锡膏厂商都推出了免清洗焊膏,
    的头像 发表于 09-20 17:03 874次阅读
    锡膏焊接<b class='flag-5'>后</b><b class='flag-5'>残留物</b>如何<b class='flag-5'>清洗</b>?

    PCBA的助焊剂残留有什么影响

    产品无法正常工作或间歇性故障。 可靠性降低:助焊剂残留可能会吸引灰尘和污染,形成导电路径,这会降低PCBA的长期可靠性。此外,残留的助焊剂可能会随着时间的推移发生化学变化,产生腐蚀作用,进一步
    发表于 05-14 16:54

    详解水溶性助焊剂的分类及特点

    水溶性助焊剂是一种在电子焊接过程中广泛应用的助焊剂,它可以提高焊料的润湿性能,防止氧化,并在焊接后用水清洗残留物。 水溶性助焊剂的最大特点是助焊剂组分在水中溶解度大、活性强、助焊性能好,焊
    的头像 发表于 05-14 16:49 683次阅读
    详解水溶性助焊剂的分类及特点

    等离子刻蚀ICP和CCP优势介绍

    刻蚀可以分为湿法刻蚀和干法刻蚀。湿法刻蚀各向异性较差,侧壁容易产生横向刻蚀造成刻蚀偏差,通常用于工艺尺寸较大的应用,或用于干法刻蚀清洗残留物
    的头像 发表于 04-12 11:41 4994次阅读
    等离子刻蚀ICP和CCP优势介绍

    环氧助焊剂助力倒装芯片封装工艺

    倒装芯片组装过程通常包括焊接、去除助焊剂残留物和底部填充。由于芯片不断向微型化方向发展,倒装芯片与基板之间的间隙不断减小,因此去除助焊剂残留物的难度不断增加。这不可避免地会导致
    的头像 发表于 03-15 09:21 674次阅读
    环氧助焊剂助力倒装芯片封装工艺

    SMT贴片加工焊接的PCBA清洗方法,你知道吗?

    SMT贴片加工焊接清洗方法有多种,以下是一些常见的清洗方法: 1.化学清洗:使用有机溶剂如酒
    的头像 发表于 02-28 14:16 1137次阅读

    怎么清洗焊接的PCBA线路板电路板

    PCB(Printed Circuit Board,印刷电路板)焊接需要进行清洗,以去除残留的焊膏、通孔内的杂质、金属离子等,确保电路板表面干净,并提高电路板的可靠性和性能。以下是一
    的头像 发表于 02-27 11:04 1236次阅读
    怎么<b class='flag-5'>清洗</b>焊接<b class='flag-5'>后</b>的PCBA线路板电路板

    PCBA板的清洗标准及方法

    在SMT贴片加工过程中,锡膏和助焊剂会产生残留物质,残留物中包含有有机酸和可分解的电离子,其中有机酸具有腐蚀作用,电离子残留在焊盘还会引起短路,而且这些残留物在PCBA板上是非常脏的,
    的头像 发表于 01-17 10:01 1567次阅读

    免洗锡膏之残留物腐蚀性机理分析

    的作用,只会留下少量酸性离子残留物。免洗锡膏的焊残留物虽少,但对于某些高精密器件仍不可忽视。因此,免洗锡膏的残留物腐蚀性仍旧是热议问题。
    的头像 发表于 01-08 09:04 540次阅读
    免洗锡膏之<b class='flag-5'>残留物</b>腐蚀性机理分析

    常用PCB印制电路板标准

    焊接水成清洗手册。描述制造残留物、水成清洁剂的类型和性质、水成清洁的过程、设备和工艺、质量控制、环境控制及员工安全以及清洁度的测定和测定的费用。
    发表于 01-04 15:11 545次阅读

    助焊剂清洗不干净问题的产生原因与解决方案

    助焊剂清洗不干净是指在焊接,使用的助焊剂没有完全清洁或去除干净。这可能表现为在焊接区域或金属表面上残留有助焊剂的痕迹或残留物
    的头像 发表于 12-29 10:02 2707次阅读