Le retrait de photorésist après-Haute Dose Implantation (HDIS)

Le Haute Dose Implantion Stripage (HDIS) - Processus difficile dans la fabrication de semi-conducteurs

Le retrait de photorésist après l’implantation à haute dose reste l’un des processus les plus exigeants dans l’industrie des semi-conducteurs. Le défi consiste à retirer à la fois la croûte (ou la couche durcie formée lors de l’implantation) ainsi que le photorésist sans brûler la croûte et sans laisser des résidus carbonisés qui sont très difficiles à nettoyer. Le retrait contrôlé à basse température de la matière organique dans la croûte et de photorésist est la clé d’un processus propre.

Plasma micro-ondes - Élimination isotrope de la résine implantée (photorésist) avec le moindre effet thermique

En raison de sa nature physiquee, le plasma HF expose le substrat à un apport relativement élevé d’espèces chargées (ions). Ces ions transfèrent leur énergie cinétique lorsqu’ils frappent la surface et font chauffer le substrat. La température élevée est très défavorable à la retraite de photorésist post haute dose implantation car elle est favorable à la poursuite de la cuisson et du durcissement de la croûte. Le refroidissement du substrat aide à empêcher l’échauffement volumique du substrat mais il ne peut pas éviter un chauffage local de la surface où la réaction chimique a lieu ; en conséquence, même si la température moyenne est maintenue basse, la température locale reste élevée car la réaction sous-jacente (pulvérisation ionique) n’est pas affectée par le refroidissement. En utilisant le plasma micro-ondes de Muegge, le transfert d’énergie est extrêmement faible, aucune particule chargée ne se forme dans la chambre de traitement. En conséquence, le substrat reste froid, la seule source de chaleur est la réaction chimique exothermique associée avec le retrait de photorésist. Comme la chaleur de réaction est un résultat direct du processus de retrait de photorésist, elle peut être facilement contrôlée par les conditions du processus.

La solution de Muegge - précise, fiable et reproductible

Le plasma micro-ondes utilise efficacement l’énergie pour former des espèces neutres très réactives appelées radicaux. Les ions porteurs d’énergie cinétique et qui provoquent l’échauffement du substrat ne se forment pas. Par conséquent, le remote plasma micro-ondes est idéal pour retirer les résines implantées à haute dose où le contrôle de la température est essentiel – aucune polymérisation ou carbonisation supplémentaire ne se produit et la résine implantée peut être retirée en douceur.

Les radicaux produits grâce au plasma micro-ondes garantissent le retrait chimique pure et en douceur de la résine. En conséquence, l’effet thermique est extrêmement faible, ce qui garantit le retrait isotrope de la résine, sans carbonisation.

Le plasma micro-ondes pour le contrôle flexible des procédés à basse température

Figure 1 : La température de la surface de l'applicateur (chauffage et refroidissement) vs. temps ; puissance micro-ondes 2000 W.
Figure 2 : Vitesse de gravure moyenne de photorésist standard à 3000 W puissance micro-ondes constante, avec ou sans CF4 à T = 150 °C ; sans plaque chauffante (chauffage désactivé)

La formation de radicaux entraîne très peu ou pas d’interaction avec les parois internes de la chambre plasma, la température reste basse (Figure 1). Le processus chimique pur HDIS peut être peaufiné
pour les trois étapes du processus de retrait:

Pas d’ions = pas besoin de refroidissement supplémentaire du substrat.

Les avantages du processus par radicaux pour le retrait de photoresist implanté à haute dose

Les trois étapes de HDIS nécessitent une flexibilité adaptée aux différentes exigences de chaque étape (Figure 2). Le plasma micro-ondes permet de couper à travers la croûte, de retirer le photorésist sans la formation de bulles (popping) ou sa carbonisation et de retirer les résidus en douceur et avec une sélectivité élevée. Par ses propriétés physiques, le plasma micro-ondes est spécialement conçu pour une combustion rapide sans affecter les zones sensibles du substrat. Les radicaux générés dans le plasma micoondes favorisent la réaction chimique en surface. Dans l’absence de champs électriques mesurables et des ions présents au niveau du substrat, aucun défet des structures critiques ne se produit. Le plasma micro-ondes est un processus propice a l’environnement due à la dissociation presque complète des molécules gazeuses utilisées, e.g. CF4.

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