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摘要
? ? ? 本文開(kāi)發(fā)了一種新穎的單晶片清洗技術(shù)，以滿足化合物半導(dǎo)體制造的需求:去除光刻膠和蝕刻后殘留物，同時(shí)保持與各種化合物半導(dǎo)體材料、暴露金屬和介電層的兼容性。CoatsClean平臺(tái)是工藝和化學(xué)技術(shù)的結(jié)合，具有顯著減少化學(xué)物質(zhì)使用、縮短工藝時(shí)間、晶圓間一致性和工藝靈活性的特點(diǎn)。本文描述了CoatsClean技術(shù)，并展示了在生產(chǎn)聚酰亞胺過(guò)孔和基座層的GaAs異質(zhì)結(jié)雙極晶體管(HBT)時(shí)去除蝕刻后殘留物的能力。
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介紹
? ? ? 我們開(kāi)發(fā)了一種新型的單晶片清潔技術(shù)，針對(duì)化合物半導(dǎo)體制造的需求：去除光刻抗蝕劑和蝕刻后殘留物，同時(shí)保持與無(wú)數(shù)化合物半導(dǎo)體材料、暴露金屬和電介質(zhì)層的兼容性。Clean?平臺(tái)是工藝和定制化學(xué)配方技術(shù)的結(jié)合。這一創(chuàng)新源于洞察晶圓清洗是一種化學(xué)工藝，以及為晶圓清洗設(shè)計(jì)最佳化學(xué)工藝的有意識(shí)選擇。該技術(shù)的特點(diǎn)是顯著減少化學(xué)使用，使用點(diǎn)加熱，和短工藝時(shí)間在單個(gè)碗工具。除了環(huán)境可持續(xù)性外，減少化學(xué)使用允許在每個(gè)晶片上使用新鮮的、未使用的解決方案，導(dǎo)致晶片之間的一致性和擁有成本可能低于用于制造砷化鎵hbt的其他抵抗剝離工藝，包括等離子化干燥條、單晶片噴霧和浸泡。 該技術(shù)在光刻抗蝕劑清洗過(guò)程中提供了靈活性，包括平衡抗蝕劑去除與材料兼容性的能力，增加了化學(xué)配方的穩(wěn)定性，以及在同一工具上運(yùn)行多種晶圓類型和化學(xué)材料的能力。本文描述了CoatsClean?技術(shù)，結(jié)果證明了在砷化鎵hbt的生產(chǎn)中去除蝕刻后殘留物的能力。
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聚酰亞胺VIA抗蝕條
? ? ? 采用涂層CleanTM技術(shù)去除兩種不同蝕刻工藝的蝕刻后殘留物。第一個(gè)過(guò)程是通過(guò)金屬-1和金屬-2之間的蝕刻得到的聚酰亞胺?？自谡饪棠z中形成，然后使用o2等離子體通過(guò)聚酰亞胺蝕刻。從下面的聚酰亞胺中去除剩余的光刻膠，一個(gè)單一的150mm晶片涂上涂層清潔配方。暴露于涂層清潔配方溶解30秒后，用新鮮配方?jīng)_洗晶片，然后用去離子水噴霧沖洗，然后通過(guò)旋轉(zhuǎn)干燥干燥。一個(gè)晶片的總工藝時(shí)間小于2分鐘，每個(gè)晶片配方的總體積使用量小于40mL。
? ? ? 圖1顯示了CoatsCleanTM抗蝕劑帶工藝前后的掃描電鏡圖像，清楚地顯示了底層聚酰亞胺膜中抗蝕劑層的去除。葉片使用魯?shù)婪騈SX-100自動(dòng)光學(xué)檢查系統(tǒng)進(jìn)行檢查。圖2顯示了來(lái)自NSX的晶圓圖，顯示了涂層透明膜剝離晶圓的模具產(chǎn)率，表明了良好的剝離性能。需要電氣特性，以確保使用光伏條加工的晶片上的器件性能。
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圖1 光伏剝離工藝的掃描電鏡圖像:[左]未剝離，顯示光致抗蝕劑(頂層)和聚酰亞胺(底層)，涂覆后[右]剝離，僅顯示聚酰亞胺層
圖2 NSX-100光伏帶工藝晶圓圖，顯示99.3%的芯片成品率
基座抵抗條
? ? ? 第二個(gè)過(guò)程是等離子體蝕刻，在砷化鎵HBT中形成基座。去除蝕刻后的殘留物BP介膜，一個(gè)150mm的晶片被涂上與PV條相同的CoatsCleanTM配方。涂層后，配方共加熱60秒。圖3顯示了液體溫度與時(shí)間的關(guān)系圖。在這個(gè)加熱狀態(tài)下，溫度是動(dòng)態(tài)的，在60秒時(shí)，最高溫度為125°C。加熱后，用新鮮配方?jīng)_洗晶片，然后用去離子水噴霧沖洗，然后用旋轉(zhuǎn)干燥干燥。一個(gè)晶片的總工藝時(shí)間小于3分鐘，每個(gè)晶片的總體積使用量為配方小于35mL。
? ? ? 圖4顯示了CoatsCleanTM條帶過(guò)程前后的掃描電鏡圖像，清楚地顯示了BP臺(tái)臺(tái)蝕刻后殘留物的去除。采用CoatsCleanTMBP條工藝在4個(gè)全流晶片上去除BP刻蝕后的殘留物。這些晶圓使用魯?shù)婪騈SX-100自動(dòng)光學(xué)檢查系統(tǒng)進(jìn)行檢查。來(lái)自NSX的蠟圖與使用標(biāo)準(zhǔn)的天空工廠工藝（基于溶劑的浴和噴霧清洗）剝離的晶片的比較，如圖5所示，顯示了可比的剝離性能。需要電氣表征，以確保使用CoatsCleanTM處理的晶片的器件性能。
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結(jié)論
? ? ? 我們開(kāi)發(fā)了一種滿足砷化鎵HBT制造需求的新型單晶片清洗技術(shù)。CoatsCleanTM技術(shù)成功地去除PV蝕刻過(guò)程后的光致抗蝕劑，并在BP蝕刻過(guò)程后去除蝕刻后的殘留物。光伏條帶和BP條工藝時(shí)間短，化學(xué)使用量低。
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