显影液为何无法除去HMDS和BARC？原因是什么？又该如何将其去除？

光刻过程中，残留的HMDS和BARC会对后续光刻和镀膜工艺造成影响，但其用显影液却无法除去，原因是什么，又该如何将其去除，这篇文章将带大家一探究竟。

显影液为何无法除去HMDS&BARC

我们先从它们的成分说起。HMDS，中文名六甲基二硅氮烷，是一种有机物，在水中的溶解性很低，但它可与多种有机溶剂混溶，比如醇、醚和多数非极性溶剂。

HMDS是一种单分子层的表面改性，所以它的厚度非常薄，通常在几埃（1埃=0.1纳米）至几十埃的范围内。BARC也主要以有机物为主，其厚度比HDMS要厚，一般根据其要阻止的光的波长和光刻胶的厚度来设计。

对于BARC，厚度通常在几十纳米到几百纳米之间。而显影液一般是碱性的，因此显影液一般无法将HMDS和ARC完全去除。

而光刻胶在曝光后，会包含羧基的物质，而羧基（-COOH）可以和碱性物质反应，因此光刻胶是可以被去除。

HMDS&BARC残留的影响

HMDS和BARC除不干净，就相当于在晶圆的表面夹杂了一层有机物层，对后面的半导体工序影响很大，特别是光刻与镀膜工序。

对后续光刻的影响

导致接下来的光刻胶附着不牢固，引起光刻胶剥离。

影响光刻胶的曝光,导致光刻图案的尺寸不准确或边缘粗糙等。

对后续镀膜的影响

1. 可能会影响后续膜层的附着力，导致新沉积的膜层在后续的加工步骤中出现 脱落。

2. 可能会导致镀膜时新膜层的不均匀性，形成针孔或其他缺陷等。

去除方法

溶剂清洗

可以使用有机溶剂溶剂（如异丙醇）来清洗晶圆，以去除多余的HMDS，但这种方法并不能完全除去HMDS,TARC，可能有少量的残留。

等离子清洗

在一些工序前后，使用氧离子体清洗步骤来去除晶圆上的有机残留物，包括HMDS,TARC。这种清洗方法可以将很薄的HMDS，TARC涂层完全清洗干净。

检测是否清洗干净的方法

红外光谱分析：可用于检测特定化学基团的存在，如HMDS中的硅烷基团。

原子力显微镜（AFM）：可以用于检测表面粗糙度的变化，表面残留物较多，粗糙度较大。

FIB：利FIB检查晶圆截面，观察有无大面积膜层残留。

审核编辑：刘清