光阻去除(即去膠工藝)屬于半導體制造中的光刻制程環(huán)節(jié),是光刻技術流程中不可或缺的關鍵步驟。以下是其在整個制程中的定位和作用:
1. 在光刻工藝鏈中的位置
典型光刻流程為:
涂膠 → 軟烘 → 曝光 → 硬烘 → 顯影 → 后烘 → 光阻去除
- 核心目的:清除完成圖案轉(zhuǎn)移后剩余的光刻膠層,暴露出需要進一步加工(如蝕刻、離子注入或金屬沉積)的芯片區(qū)域。
- 承上啟下作用:連接前期的光刻圖案化與后續(xù)的材料改性/沉積工序,確保精細結(jié)構(gòu)的準確傳遞。
2. 所屬技術節(jié)點分類
根據(jù)應用場景的不同層級可分為:
分類維度 | 具體場景 | 工藝特點 |
---|---|---|
前端制程 | 邏輯晶體管柵極形成、先進封裝中的TSV通孔清洗 | 要求高精度(亞微米級)、低損傷 |
后端制程 | 多層互連結(jié)構(gòu)的介電常數(shù)調(diào)整、鈍化層制備后的殘膠清理 | 側(cè)重均勻性和表面粗糙度控制 |
特色工藝 | MEMS器件釋放結(jié)構(gòu)時的犧牲層剝離、光學元件納米級表面處理 | 需兼容特殊材料的選擇性去除 |
3. 跨領域延伸應用
該工藝不僅局限于傳統(tǒng)半導體行業(yè),還拓展至:
微機電系統(tǒng)(MEMS):釋放可動部件時需完全去除支撐用的光刻膠模板;
光子學器件:波導芯區(qū)加工后必須徹底清潔以保證光傳輸效率;
量子計算芯片:超導材料沉積前的基底預處理依賴精準去膠技術。
4. 工藝演進趨勢
隨著先進制程的發(fā)展,光阻去除技術呈現(xiàn)三大方向:
智能化升級
集成AI算法實時監(jiān)控去膠速率與形貌演變(如應用材料公司的Enlight光學檢測系統(tǒng));
自適應調(diào)節(jié)化學試劑配比以應對不同厚度的光刻膠堆疊結(jié)構(gòu)。
環(huán)保轉(zhuǎn)型
開發(fā)水性無VOC溶劑替代傳統(tǒng)有機溶液(例如基于超臨界CO?流體的新型去膠方案);
回收再利用含貴金屬催化劑的反應廢液降低處置成本。
原子級控制
結(jié)合原子層沉積(ALD)實現(xiàn)保形去除,用于GAA晶體管納米片結(jié)構(gòu)的精密釋放;
低溫等離子體活化輔助分解頑固性光刻膠殘留物。
5. 工藝重要性量化指標
參數(shù) | 影響權(quán)重 | 失效后果 |
---|---|---|
殘留率 | ★★★★☆ | 導致短路/斷路缺陷 |
表面顆粒密度 | ★★★★★ | 影響后續(xù)薄膜應力分布 |
材料損耗量 | ★★★☆ | 改變器件閾值電壓一致性 |
工藝重復精度 | ★★★★ | 造成CD偏差累積 |
光阻去除作為光刻工藝的“收官之作”,其工藝窗口直接影響最終器件的性能與可靠性。在7nm以下先進節(jié)點中,該步驟的時間占比已從傳統(tǒng)的5%提升至12%,成為制約良率提升的關鍵瓶頸之一。未來通過多物理場耦合建模與智能閉環(huán)控制,有望實現(xiàn)亞埃米級的精準去膠控制。
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蝕刻后殘留物和光刻膠的去除方法

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