40nm BSI CMOS Image Sensor预览

导电层之间达到最佳接触电阻，这与原始互连界面的要求一致 [A1, A2]。此外，对于 DBI 技术而言，保持介质顶部拐角的结构完整性至关重要，因为任何退化都会在随后的化学机械平坦化 (CMP) 过程中导致非平坦化，并从根本上损害混合键合界面 [P3]。去除工艺必须精细地将高度交联有机残留物的清除与下方多孔 low-k 介质的结构退化解耦 [P3]。传统的氧等离子体灰化依赖于易于渗透高比表面积多孔 low-k 网络、破坏弱 Si-CH3 键、引发碳流失并形成亲水性 Si-OH 基团的反应性自由基，从而严重降低介电常数 (k-value) [P4]。为避免这种情况，先进的剥离机制采用紫外线 (UV) 辐射，在氟聚合物主链内诱导光化学链断裂 [P1]。这种局部紫外光子能量选择性地破坏 C-C 和 C-F 键，在不使精细的 low-k 框架遭受高能离子轰击的情况下降低交联密度并引入极性基团 [P1]。在完成这种结构改性后，配制有反应性成分的有机溶剂会渗透进疏松的聚合物网络，选择性地溶解光刻胶并使残留物溶胀，从而实现完全的界面剥离 [P2]。由于传统的稀 HF 等水溶液混合物无法在不发生不可接受的介质刻蚀和关键尺寸损失的情况下去除氟化结壳，因此必须集成紫外辅助清洗或全湿法清洗 [P1]。选择含有特定官能团的溶剂是基于其在热力学上能够溶解光刻胶中的酯基和内酯基，同时与钛或氟等无机刻蚀副产物进行化学络合的能力 [P2]。此外，在湿法阶段施加兆声波能量以产生空化微射流，克服了细微、高深宽比互连腔体中固有的质量传递限制 [P2]。由于溶剂进入 low-k 孔隙可能会暂时增加有效 k 值，因此随后的低压、高温烘烤工艺被仔细集成到工艺流程中，以挥发并排出残留溶剂，从而恢复介质固有的电气性能 [P2]。在 纳米尺度 后段工艺 (BEOL) 架构中，高度多孔 low-k 材料机械和化学稳定性的降低极大地缩小了残留物去除的工艺窗口 [P4]。如果使用激进的等离子体剥离工艺，沟槽侧壁附近产生的受损亲水层容易吸收水分，从而从根本上改变局部电子结构并增加漏电流，这会按照半导体载流子传输的基本原理导致器件性能下降 [T1, P4]。因此，在该节点必须采用高选择性的改性与溶解方案，以防止 low-k 侧蚀并保持后续共形阻挡层沉积所必需的精确垂直几何形状 [A2, P3]。