高剂量植入(HDIS)后除胶

高剂量植入除胶(HDIS)

高剂量植入后的光刻胶去除,仍是半导体工业最苛刻的工艺之一。 面临的挑战是在不烧外壳的情况下去除外壳(或在植入过程中形成的硬化层)和柔软的光刻胶整体,并留下很难清除的碳化残留物。 能在低温下,控制硬化有机材料和未接触光刻胶的去除,是清洁的关键。

微波等离子体–最小热负荷,各向同性的抗蚀剂去除

由于RF等离子体的性质,它将基板暴露于相对多的带电物质(离子)中。这些离子在撞击表面时会传递动能,导致基板加热。高温对后高剂量植入物非常不利,因为它将使光刻胶皮进一步烘烤和硬化。冷却基板有助于防止基板的整体加热,但是不能避免实际发生反应的表面的局部加热。因此,即使平均温度较低,局部温度仍较高,因为冷却对基础反应(离子溅射)不起作用。采用Muegge的微波辅助等离子体系统,能量传递非常低,没有形成带电粒子释放到工艺腔中。结果,基板保持冷态,唯一的热源是去除光刻胶的化学反应放热。由于反应热是光刻胶去除工艺的直接结果,因此可通过工艺条件轻松控制。

Muegge的解决方案:准确、可靠、可重复

微波辅助等离子体有效地利用能量,产生称为自由基的高反应性中性粒子。 不产生使基板加热的作为动能载体的离子。 因此,MW辅助远程等离子体系统非常适合温控要求严格的高剂量植入后的除胶不会发生额外的聚合或碳化,植入的光刻胶可顺利去除。

  • MW辅助等离子体中释放的自由基,可确保对破坏的光刻胶进行平滑、纯粹的化学去除。 结果,热负荷极低,保证了各向同性去除光刻胶,而不会进一步碳化破坏的光刻胶。

MW辅助等离子体可实现低温下的灵活工艺控制

图1:微波功率为PMW = 2000W,工艺表面温度随时间升高和降低
图2:微波功率PMW = 3000W恒定,样品温度T = 150°C,加热板关闭,使用或不使用CF4时,标准PR的平均相对蚀刻速率

仅有自由基形成,与等离子腔体的内表面的相互作用很小甚至没有,温度仍然很低(图1)。 可以针对去胶工艺的三个步骤对纯化学HDIS工艺进行微调:

自由基对高剂量植入后除胶的优势

自由基对高剂量植入后除胶的优势

高剂量植入除胶的三个步骤需要适当的灵活性,以满足每个步骤的不同需求(图2)。 微波辅助等离子体可以切开硬皮,移除大块的光刻胶而不会起泡或燃烧,并且可以在过度灰化中以较高的选择性柔和地除去残留物。 由于物理特性,MW辅助等离子体专门设计用于快速但平滑的灰化,而不会侵蚀敏感区域。 等离子体中产生的自由基仅在表面引发化学反应。在基材层面没有能测量到的电场和离子,因此不会发生等离子体对关键结构的充电损伤。 MW辅助等离子体非常符合环保要求,因为工艺气体(如CF4)几乎完全分解。

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