晶体管|《炬丰科技-半导体工艺》通过深紫外光刻胶进行化学渗透短缺|汽车|减产|北美|汽车厂商

书籍：《炬丰科技-半导体工艺》
文章：通过深紫外光刻胶进行化学渗透
编号：JFKJ-21-1324
作者：华林科纳

由于光光刻和湿蚀刻的结合，门氧化物区域现在仍然被定义。实际上，后者优于等离子体蚀刻，以避免任何晶体管沟道粗糙度和可靠性退化。在这种软掩模图案形成过程中，抗蚀剂下的栅氧化物可以通过两种不同的机制降解：一种是PR（光抗蚀剂）/栅氧化物界面的横向湿蚀刻渗透，要么是化学物质向同一界面的垂直扩散，扩散动力学和表征已经被提出了。本文讨论了高频基化学物质通过抗蚀剂渗透的门氧化物降解的更深入了解。

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当湿的蚀刻剂通过抗蚀剂完全扩散并开始降解底层时，就会发生这种情况，最具挑战性的任务是检测这种退化。图1显示了暴露于液体HF后的抗水泡,这些水泡只有在扫描电镜暴露下才会出现,这可能是由于抗蚀性肿胀,红外测量已经确定，在聚合物内的高频扩散过程中，抗蚀剂的核心性质没有被改变。然而，一些组件，如增塑剂，电荷，在接触高频时可以扩散。此外，如果湿蚀刻剂由于聚合物链的松弛而渗透聚合物，聚合物将失去其力学性能,扫描电镜可能会在局部带来足够的能量来膨胀抗蚀剂，装饰抗蚀剂下的退化层区域。

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提出了几种研究抗蚀性保护退化的方法（图2）,最可靠的是晶体管的电气测试，尽管如此，这些产品测试和栅极氧化物定义之间的持续时间通常是一个月,因此，降解被捕获得很晚，并且在退化的抵抗保护事件中是一个巨大的成本。因此，重点是栅极氧化物表面降解，一旦化学物刚刚到达底层,HF0.5%2升/分钟分配应用在不同持续时间的防水毯上,然后用DMSO/TMAH溶剂剥离抗蚀剂，以表征栅极氧化物表面。首先，AFM扫描80x80微米的区域（图3）。在400s的高频分配后，已经测量到了一个0.4nm的厚度降解,在较长的高频分配时，门氧化物降解是巨大的,在栅氧化物完全去除的地方观察到大圆。

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此外，三维AFM轮廓可以更好地可视化表面降解，但也可以证明湿蚀刻副产物的重新沉积,事实上，二氧化硅层是在氟基物种到达这个界面的地方被局部蚀刻掉的，最后，通过相同的PR比较二氧化硅的高频和BHF浸润情况，HF0.5%时出现大量抗泡，显微镜下BHF的保护效果完美，晶体管电气测试证实了这一点：PR可以承受一个很大的BHF工艺窗口，但非常有限的HF0,5%。
为了了解这些观察结果，已经建立了用于光刻技术的各种聚合物的自由体积。首先，尝试了椭圆孔度法，但由于使用溶剂时抗膨胀而不成功，栅极氧化物蚀刻的副产物可能是由sif62离子组成的，由于太大而无法扩散到抗蚀剂中，因此在底层沉淀。在实验中，即使dbarc比所讨论的抗蚀剂薄4倍，由于FVH较低，高频通过聚合物的扩散被很好地延迟。在整个蚀刻过程中，抗蚀剂必须充分保护下层，树脂厚度的不断变薄，以遵循节点演化驱动的光学性能：从几微米到几百纳米，这使得抗蚀剂的下层保护对湿性蚀刻剂的扩散更加敏感，栅极氧化物模式通常采用248nm的DUV抗蚀剂和高频或缓冲高频进行，我们首次在此证明了测量的电阻自由体积与这些经验观察结果之间的关系

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