引言
随着半导体器件的不断缩小和变得更快，将需要新的材料和工艺来实现这一进步。基于超临界CO2(SCCO2)的技术已经被提议用于器件制造中的各个步骤，例如清洗和沉积。SCCO2扩散迅速，具有低粘度，像气体一样接近零表面张力，因此可以容易地渗透到深沟槽和通孔中。它还能够在没有图案塌陷或静态阻力的情况下进行清洁。SCCO2具有液体的溶剂化性质，因此可以溶解化学品，如酒精和氟化烃，形成均匀的超临界流体溶液。
基于超临界CO2的处理已经得到研究，因为它具有剥离光刻胶残留物的潜力(由于它与低k材料的兼容性)，并且因为它可以恢复低k材料的k值，用于生产线后端的Cu/低k集成(BEOL)。超临界CO2在超低介电常数材料加工中的应用是一种有前途的未来技术。
超临界二氧化碳在BEOL的应用
图1展示了典型通孔开口工艺的截面示意图。英思特公司尝试通过RIE蚀刻用光致抗蚀剂图案化的低k膜，随后进行等离子体灰化和湿法清洗。等离子体灰化和湿法清洗会损坏低k膜，并且在低k膜的侧壁上形成聚合物残留物。然后通过RIE蚀刻铜布线上的蚀刻停止层以暴露铜布线。在这种突破性蚀刻过程中，化学副产物会留在铜表面。RIE中溅射的铜也可以沉积在低k膜的侧壁上，并且通孔底部的铜可以被氧化。
图1：典型通孔开启过程的横截面示意图
离子注入光刻胶的剥离
用于32纳米节点及更高节点的先进CMOS器件需要高驱动电流和超浅结，以满足速度和静态泄漏所需的电路规格。在剥离用于制造源极/漏极延伸的光致抗蚀剂时，有必要寻找方法来降低结轮廓对硅凹陷程度和掺杂剂消耗的影响。使用光致抗蚀剂掩模多次注入不同剂量水平的离子(例如砷、磷和硼),以形成MOS晶体管。
在硫酸/过氧化氢处理之后的氧等离子体灰化已经被用于光致抗蚀剂剥离。由这种等离子体和化学氧化形成的二氧化硅通过用SC1清洗被蚀刻掉，导致超浅结的硅凹陷，如图2所示。源极/漏极延伸区的硅凹槽对超浅结轮廓有不利影响。为了避免硅凹陷，需要不使用氧化物质的光致抗蚀剂剥离工艺。
图2：常规光刻胶的硅凹槽和掺杂剂消耗
结论
在实验中已经使用超临界二氧化碳成功地剥离了离子注入的光阻剂，而没有产生硅凹槽。我们发现SCCO2中的光刻胶带不氧化或蚀刻离子植入表面。使用超临界流体进行光刻胶剥离也是对环境有利的，因此适用于众多光刻胶剥离步骤。
此外，英思特公司还证明了二氧化硅的原位蚀刻可以形成纳米间隙束结构。在超临界二氧化碳中，我们使用有效的共溶剂获得了比在湿法蚀刻过程中更高的二氧化硅蚀刻速率。
江苏英思特半导体科技有限公司主要从事湿法制程设备，晶圆清洁设备，RCA清洗机，KOH腐殖清洗机等设备的设计、生产和维护。
