The Particle Adhesion Challenge in Photoresist stripping
N-metýl-2-pýrrólídón (NMP)-byggt ljósþolnar stripparar við 85 gráður fjarlægja hernaða ljósþolna úr hálfleiðaraplötum og mynda kolsýrða lífræna brota (0,5-5 míkron) sem geta fest sig við PFA-hitarafleti og fleti sem myndast af PFA-hitara. Yfirborðspólun, mæld með snertihornshysteresis (CAH), ákvarðar viðloðun korna. Magngreining frá 17 hálfleiðurum sýnir að yfirborð með lágt CAH (5-10 gráður) sýnir 80% lægra agnaviðloðun en yfirborð með háum CAH (25-30 gráður), dregur úr galla á diski um 90% og lengir endingu baðsins úr 2 vikum í 8 vikur.
Hafðu samband við Hornhysteresis og Surface Energy
Snertihornshysteresis er munurinn á vatnssnertihorni sem dregur fram og aftur. Lágt CAH gefur til kynna efnafræðilega einsleitt yfirborð með-orku með lágmarks skauthópum. Hátt CAH gefur til kynna misleitni yfirborðs með skautum lénum sem hafa samskipti við kolsýrða mótstöðuhluta. Staðlað sem-mótað PFA hefur CAH upp á 25-35 gráður vegna leifa myglulosunarefna og yfirborðsoxunar. Plasma-meðhöndluð eða leysihreinsuð PFA nær CAH upp á 5-10 gráður. Kolsýrðu mótefnisbrotin (aðallega myndlaust kolefni með skautuðum súrefnishópum) loðast betur við yfirborð með hærri skautaða hluta yfirborðsorku, sem tengist CAH.
Hreyfifræði viðloðun agna og yfirborðspólun
Hröðunarprófanir á gróðursetningu þar sem notaðar eru kolsýrðar ljósþolnar agnir (2 µm miðgildi) sviflausnar í NMP við 85 gráður, flæða með 0,5 m/s framhjá PFA yfirborði:
| PFA yfirborðsmeðferð | Snertihornshysteresis (gráðu) | Polar yfirborðsorkuhluti (mJ/m²) | Agnaviðloðun (agnir/cm²·klst.) | Yfirborðsþekja eftir 500 klukkustundir (%) | Blátugalla bætt við hverja lotu |
|---|---|---|---|---|---|
| Eins og-mótað, ómeðhöndlað | 30 | 8.5 | 1200 | 45% | 150 |
| Leysir affitað | 25 | 7.2 | 900 | 38% | 110 |
| Súrefnisplasma (lágt afl) | 15 | 5.0 | 500 | 22% | 50 |
| Súrefnisplasma (mikið afl) | 8 | 3.5 | 250 | 12% | 20 |
| Sérstök lág-pólunarstig | 5 | 2.5 | 150 | 8% | 8 |
Agnaviðloðunarkerfi og yfirborðshreinleiki
Kolsýrt mótefnisbrot festast í gegnum van der Waals krafta og sýru-basasamskipti milli skauta hópa á ögnum (karboxýl, hýdroxýl úr oxuðu mótefni) og skauta léna á PFA yfirborðinu. Há-CAH yfirborð hefur fleiri skautasvæði, sem eykur viðloðun orku. Mikilvæga skurðspenna fyrir losun agna (mælt í flæðishólfi) er 0,8 Pa fyrir yfirborð með lágt-CAH á móti. 2.5 Pa fyrir yfirborð með háum-CAH. Við dæmigerðan flæðihraða í baðkari (0,3-0,5 m/s, veggskerðing 1-2 Pa), eru agnir á lágum-CAH yfirborði stöðugt fjarlægðar, en agnir á yfirborði með há CAH safnast fyrir. Fyrir böð með lágt rennsli eða stöðnuð svæði safna jafnvel yfirborði með lágt CAH agnir; tilgreina lágmarksrennslishraða 0,5 m/s.
Yfirborðsstöðugleiki í heitu NMP
Lága CAH sem næst með plasmameðferð er ekki varanlegt í 85 gráðu NMP. Yfirborðsuppbygging á sér stað þegar fjölliða keðjur snúa aftur til að lágmarka orku á milliflötum. Hröðun öldrunar sýnir að yfirborð sem -meðhöndlað er í plasma (upphaflega CAH 8 gráður) hækkar í CAH 15 gráður eftir 500 klukkustundir, 20 gráður eftir 1500 klukkustundir og 25 gráður eftir 3000 klukkustundir (nálægst ómeðhöndluð gildi). Agnaviðloðunin eykst að sama skapi með tímanum. Fyrir böð sem krefjast 2000 klukkustunda notkunar á milli hreinsunar, tilgreinið upphaflega CAH undir 10 gráður, sem mun veita viðloðun undir 400 agnir/cm²·klst í gegnum herferðina. Fyrir bað með vikulega þrifum er upphaflega CAH allt að 15 gráður ásættanlegt.
Veggþykkt og yfirborðsendurnýjun
Þykkari veggir leyfa árásargjarnari reglubundinni hreinsun til að endurheimta lágt CAH. Þynnt HF (1%) eða piranha lausn hreinsun fjarlægir viðloðnar agnir en getur oxað PFA yfirborðið, aukið CAH. Fyrir 2,5 mm veggi, vélræn hreinsun með mjúkum burstum og síðan skolun með leysi endurheimtir CAH í næstum -upphafsgildi. Fyrir 1,5 mm veggi er hætta á vélrænni þrif á veggjum. Fyrir hreinsiböð sem krefjast lágs agnafjölda, tilgreindu 2,2-2,5 mm veggi með mánaðarlegum hreinsunarlotum með því að nota ekki-slípiaðferðir (úthljóð- eða leysiskolun). Fyrir samfellda notkun án hreinsunar (8 vikna herferðir), tilgreinið sérstaka lágskauta PFA einkunn með innbyggt CAH undir 10 gráðum án plasmameðferðar, þar sem þessar einkunnir halda CAH undir 15 gráðum í 5000+ klukkustundir.
Efnafræðileg áhrif strippars á yfirborðspólun
Mismunandi photoresist stripper samsetningar hafa áhrif á PFA yfirborðsskautun. NMP-einungis stripparar (engin aukaefni) valda lágmarksbreytingum á yfirborði. Strippers með hýdroxýlamín (NH₂OH) aukefnum (2-5%) draga úr CAH um 5-10 gráður með mildri yfirborðsætingu, sem bætir agnaþol. Stripparar með tetrabútýlammoníumflúoríði (TBAF) ráðast harkalega á PFA, auka CAH um 15-20 gráður innan 500 klukkustunda, og auka viðloðun agna verulega. Fyrir strippar sem innihalda TBAF, tilgreinið PFA-gráðu með lágskautun með 2,5 mm veggjum og 2 vikna hámarks líftíma baðs. Fyrir strippara með tæringarhemlum (bensótríazól, tólýltríazól), aðsogast hemlarnir að PFA, draga úr CAH um 10-15 gráður, veita tímabundið agnaþol sem brotnar niður þegar hemillinn tæmist.
Leiðbeiningar um forskriftir fyrir ljósaböðunarböð
Fyrir NMP-undirstaða ljósþolsstrimlar við 85 gráður, tilgreinið PFA hitara með snertihornshysteresis undir 12 gráðum mælt með hallaplötuaðferðinni með afjónuðu vatni. Krefjast vottunar birgja á yfirborðsmeðferð (plasma eða sérstakri einkunn) og CAH mælingu á framleiðslusýnum. Fyrir mikilvæga hálfleiðaranotkun (háþróaða hnúta, < 10nm), tilgreinið PFA-gráðu með lágri-skautun með innbyggt CAH undir 8 gráður og 2,5 mm veggi, með mánaðarlegu agnaeftirliti með því að nota vökvaagnateljara. Þegar óskað er eftir tilboðum, gefðu upp samsetningu strimla (NMP styrkur, aukefni), væntanlegur líftími baðs á milli breytinga og leyfilegt agnaviðbót á hverja oblátu. Birgir sem hefur reynslu af hálfleiðurum getur mælt með bestu yfirborðsmeðferð og hreinsunaraðferðum fyrir tiltekna efnafræðilega efnafræðilega ræma. Álagið fyrir litla-skautun PFA (25-35% yfir venjulegu) er réttlætanlegt með lengri líftíma baðsins (4-8 vikur á móti. 1-2 vikum) og minni hlutfalli skúffugalla (50-90% lækkun) á háum rúmmáli hálfleiðaraframleiðslu yfir $0,0 klst. Fyrir 24/7 framleiðslufabs, tilgreinið óþarfa hitarasamstæður með ársfjórðungslega skiptingu PM (fyrirbyggjandi viðhalds) óháð ástandi, með því að nota formeðhöndlaða lág-CAH hitara úr vottuðum lotum.
