40nm BSI CMOS Image Sensor预览

和铝金属化沉积之前，必须彻底清除所有的聚合物掩模和残留物，以保证原始的电接触并防止阻挡层分层 [A1]。与中间的 BEOL 清洗（如第 11 步或第 17 步）不同，该特定步骤必须在不引起厚 ILD 堆叠尺寸损失的前提下，应对极具挑战性的多层高深宽比形貌 （工程实践）。物理与化学去除机制通常采用等离子体去胶（plasma ashing）结合湿法化学剥离（wet chemical stripping）的混合方法 [P1]。在等离子体去胶阶段，活性自由基将大块有机光刻胶氧化为二氧化碳和水蒸气等挥发性化合物 [P4]。然而，介质刻蚀过程中产生的碳氟残留物会形成高度交联且富含碳、氟的网络，这类物质难以通过常规溶解方式去除 [P1]。为了防止这些残留物硬化形成难以穿透的壳层，低温等离子体处理工艺备受青睐，因为去胶过程中的高热负荷会导致聚合物主链内产生剧烈的热化学交联 [P3]。干法去胶后，通过湿法清洗工艺来渗透并溶解残留的无机-有机复合残留物 [P4]。含有特定活性成分的有机溶剂可溶解聚合物碎片中的酯基和内酯基等官能团，而兆声波（megasonic）的应用会引发空化效应，增强化学药液向高深宽比焊盘沟槽深处的传质，并从机械上破坏界面附着力 [P4]。该步骤的材料和方法选择严格取决于残留物去除效率与暴露的 low-k 介质层结构完整性之间的微妙平衡 [A2]。传统的氧等离子体去胶虽然在剥离光刻胶方面非常有效，但会剧烈侵蚀碳掺杂氧化物（SiOC）low-k 薄膜中的 Si-CH3 键，将其转化为极性的 Si-OH 基团，从而导致严重的吸湿现象及介电常数（k-value）退化 [P2]。为了规避这一问题，先进的集成方案可能采用基于 H2O 的等离子体化学，这能提供更好的关键尺寸（CD）控制，并将受损介电层厚度降至最低 [P2]。作为替代方案，可以使用 纳米尺度 紫外线（UV）辐照作为预处理，诱导碳氟聚合物主链中 C-C 和 C-F 键发生光化学断链 [P1]。这种 UV 改性显著降低了聚合物的分子量和交联密度，改变了其表面能，使得后续的湿法溶剂（例如 DMSO 和单乙醇胺）能够在无需破坏性离子轰击的情况下有效润湿并溶解残留物 [P1]。此外，湿法剥离配方必须加入高选择性抑制剂，在有效络合和溶解刻蚀副产物的同时，防止任何暴露的底层互连金属发生氧化腐蚀 [A2]。