使用全濕法去除Cu BEOL中的光刻膠和BARC

這項(xiàng)研究首先集中于去除直接沉積在硅襯底上的193納米厚的光刻膠和BARC層，使用傅里葉變換紅外光譜(FTIR)和橢圓偏振光譜(SE)來評估去除效率，在第二部分中，研究了金屬硬掩模/多孔低k鑲嵌結(jié)構(gòu)上蝕刻后光刻膠和BARC層的去除，掃描電子顯微鏡(SEM)和X射線光電子能譜(XPS)用于評估清洗效率，使用平面電容器結(jié)構(gòu)確定暴露于等離子體和濕化學(xué)對低k膜的介電常數(shù)的影響。

對圖案化結(jié)構(gòu)的橫截面SEM檢查表明，在幾種實(shí)驗(yàn)條件和化學(xué)條件下可以實(shí)現(xiàn)蝕刻后PR的完全去除，其中在50℃和低兆聲功率(10 W)下2分鐘代表了有機(jī)溶劑基化學(xué)(例如化學(xué)1)的最佳條件，圖3比較了使用化學(xué)清洗之前(a)和之后(b)的單鑲嵌低k疊層，很明顯，PR層被去除了，對輪廓的仔細(xì)檢查和對殘留在表面的層(錫)厚度的測量表明，BARC層也被清洗溶液完全去除。該結(jié)果證實(shí)了上面給出的XPS數(shù)據(jù)

通過傳統(tǒng)的干法工藝，在同一等離子體室中進(jìn)行低k圖案化，包括BARC和錫開口、PR和BARC剝離以及隨后的低k蝕刻，在PR/BARC濕法剝離的情況下，必須打破真空工藝順序，這可能影響低k蝕刻的結(jié)果/性能，為了進(jìn)一步了解PR濕法去除工藝的影響，隨后使用標(biāo)準(zhǔn)蝕刻配方進(jìn)行低k蝕刻，在濕法PR和BARC去除之后進(jìn)行的多孔低k層的圖案化產(chǎn)生了良好的低k輪廓。

在高兆頻超聲波功率下清洗時(shí)間在1-4分鐘之間導(dǎo)致k值顯著增加。然而發(fā)現(xiàn)在350℃下低壓(Ar下3-5托)烘烤1分鐘對該濕法工藝后的k值恢復(fù)具有有益的影響。

顯然，在圖中所示的條件下烘烤后，初始k值完全恢復(fù)，這些數(shù)據(jù)表明，即使用H2O/IPA沖洗，溶劑和最可能的其它化學(xué)物質(zhì)仍然保留在低k膜內(nèi)部，在高溫烘烤期間被釋放出來，此外，這意味著基于有機(jī)溶劑的清洗溶液不會與多孔低k材料反應(yīng)，并保持其特性。

我們已經(jīng)證明，對于具有90 nm間距的單鑲嵌結(jié)構(gòu)，使用各種化學(xué)物質(zhì)并在不同的兆頻超聲波功率和清洗時(shí)間的實(shí)驗(yàn)條件下，PR和BARC層都被完全去除，所述實(shí)驗(yàn)條件的范圍從10-100 W在2到3分鐘之間，其中10 W/2分鐘代表最溫和的條件，電介質(zhì)疊層的后續(xù)等離子體蝕刻表明，在濕法去除PR和BARC之后，可以獲得良好的電介質(zhì)輪廓，表明濕法工藝不影響多孔低k蝕刻的結(jié)果/性能。使用Chem1在50°C下清洗1-4分鐘的濕法工藝，由于加入了溶劑和其他化學(xué)物質(zhì)，導(dǎo)致多孔低介電常數(shù)的k值顯著增加，然而，在低壓氬氣下350°C烘烤1分鐘后，k值可以恢復(fù)。

?審核編輯：符乾江