集成電路光刻膠去除技術

1 集成電路是整個信息產業的基礎，是實現中國制造 2025 的關鍵，而圖形化工藝又是集成電路制造的核心工藝。光刻膠去除是圖形化工藝中的關鍵技術，其中光刻膠去除劑是決定光刻膠去除甚至圖形化工藝*終良率及可靠性的關鍵材料[1]。

按照摩爾定律，集成電路關鍵尺寸每兩年縮小0.7 倍。其金屬互聯尺寸也相應降低。為了降低電阻、寄生電容等，集成電路后段金屬互聯先后采用鋁硅銅、鋁銅以及銅互連工藝，其線寬從微米級、亞微米逐漸發展到納米級。集成電路關鍵尺寸越小，其對光刻膠去除能力、缺陷控制、關鍵尺寸、金屬離子污染越來越敏感，這就要求在光刻膠去除技術上進行創新，滿足日益增長的需求。

文章按照集成電路發展時間節點以及圖形化工藝變化為主線，深入淺出地介紹了光刻膠去除技術發展趨勢，并指出我國光刻膠去除技術發展現狀，為進一步發展提供借鑒意義。

2 *代溶劑類光刻膠去除技術

從 1970 年代到 1980 年代，集成電路關鍵尺寸在微米級以上。集成電路后段工藝對金屬連線尺寸變化、側掏等容忍度較高，濕法蝕刻以其高蝕刻速率、低成本、容易操作等優點，在市場是占主導地位。如采用混酸工藝對鋁硅銅金屬線進行刻蝕形成圖形。

在圖形化工藝中，采用酚醛樹脂類 g-line 光刻膠形成圖形，經過濕法蝕刻后光刻膠保持良好。在此階段，要求光刻膠去除劑具有優異的有機大分子去除能力。溶劑類光刻膠去除劑不含有水，有機胺組分提供一定的光刻膠骨架聚合物裂解能力，組分有機溶劑 NMP（N-甲基吡咯烷酮）、DMSO（二甲亞砜）等按照相似相容原理溶解有機殘留進行光刻膠去除。典型的是 ACT CMI 系列，Avantor 的 PRS3000，杜邦 EKC 的 EKC830 等。其操作溫度基本在 80℃ 以上，甚至部分在閃點以上溫度進行操作。至今，該類光刻膠去除劑仍然有一定的*。

3 第二代胺類光刻膠去除技術

隨著集成電路技術的發展，其關鍵尺寸逐漸降低到亞微米。濕法蝕刻工藝因其各向同性蝕刻特性，越來越不能滿足需求，干法蝕刻工藝應運而生。干法蝕刻工藝提供各向異性蝕刻形成金屬線（metal）、通孔（via）的同時，其離子束對光刻膠及鋁硅銅、鋁銅、氧化物非介電質材質進行轟擊，使其表面形成高度交聯的光刻膠殘留物，同時因氬氣轟擊反濺作用，側壁富含金屬材質。干法灰化工藝的采用，使其殘留物中含有有機、無機氧化物及其金屬化合物[2,3]。這就要求光刻膠去除同時具有有機殘留物、無機殘留物以及金屬交聯殘留物去除能力。

1990 年代中期，經過一系列系統研發，杜邦 EKC 的 WaiMun Lee 博士等成功推出羥胺類光刻膠去除劑，其典型的有 EKC265、EKC270 以及EKC270T。