顯影液為何無法除去HMDS和BARC？原因是什么？又該如何將其去除？

光刻過程中，殘留的HMDS和BARC會對后續(xù)光刻和鍍膜工藝造成影響，但其用顯影液卻無法除去，原因是什么，又該如何將其去除，這篇文章將帶大家一探究竟。

顯影液為何無法除去HMDS&BARC

我們先從它們的成分說起。HMDS，中文名六甲基二硅氮烷，是一種有機物，在水中的溶解性很低，但它可與多種有機溶劑混溶，比如醇、醚和多數(shù)非極性溶劑。

HMDS是一種單分子層的表面改性，所以它的厚度非常薄，通常在幾埃（1埃=0.1納米）至幾十埃的范圍內(nèi)。BARC也主要以有機物為主，其厚度比HDMS要厚，一般根據(jù)其要阻止的光的波長和光刻膠的厚度來設(shè)計。

對于BARC，厚度通常在幾十納米到幾百納米之間。而顯影液一般是堿性的，因此顯影液一般無法將HMDS和ARC完全去除。

而光刻膠在曝光后，會包含羧基的物質(zhì)，而羧基（-COOH）可以和堿性物質(zhì)反應(yīng)，因此光刻膠是可以被去除。

HMDS&BARC殘留的影響

HMDS和BARC除不干凈，就相當(dāng)于在晶圓的表面夾雜了一層有機物層，對后面的半導(dǎo)體工序影響很大，特別是光刻與鍍膜工序。

對后續(xù)光刻的影響

導(dǎo)致接下來的光刻膠附著不牢固，引起光刻膠剝離。

影響光刻膠的曝光,導(dǎo)致光刻圖案的尺寸不準(zhǔn)確或邊緣粗糙等。

對后續(xù)鍍膜的影響

1. 可能會影響后續(xù)膜層的附著力，導(dǎo)致新沉積的膜層在后續(xù)的加工步驟中出現(xiàn) 脫落。

2. 可能會導(dǎo)致鍍膜時新膜層的不均勻性，形成針孔或其他缺陷等。

去除方法

溶劑清洗

可以使用有機溶劑溶劑（如異丙醇）來清洗晶圓，以去除多余的HMDS，但這種方法并不能完全除去HMDS,TARC，可能有少量的殘留。

等離子清洗

在一些工序前后，使用氧離子體清洗步驟來去除晶圓上的有機殘留物，包括HMDS,TARC。這種清洗方法可以將很薄的HMDS，TARC涂層完全清洗干凈。

檢測是否清洗干凈的方法

紅外光譜分析：可用于檢測特定化學(xué)基團的存在，如HMDS中的硅烷基團。

原子力顯微鏡（AFM）：可以用于檢測表面粗糙度的變化，表面殘留物較多，粗糙度較大。

FIB：利FIB檢查晶圓截面，觀察有無大面積膜層殘留。

審核編輯：劉清