ドライエッチング後の残留ポリマー除去のための枚葉式ウェット処理装置

ドライエッチング後のポリマー除去

ドライエッチングの後に、ウェハ上やパターンの側壁に残る反応生成物を除去する用途です。この反応生成物はポリマーやフェンスとも呼ばれ、メタル配線層をつなぐビアホールを絶縁膜に形成するための反応性イオンエッチング（RIE）や、メタルのRIEの後に生じます。

これらの残留物を、有機溶剤などの薬液と物理的なアシストを組み合わせた枚葉式のウェット処理で取り除きます。MEMSやパワーデバイス、高周波デバイス、光デバイスといった分野で、メタル配線を形成した後の工程として行われます。

ドライエッチング後の残留物除去における課題

アッシングで取り切れない残留物

レジスト除去に用いられるアッシング（酸素プラズマ）は、有機成分には反応しますが、メタルを含む反応生成物には反応しにくいという特徴があります。メタルのドライ加工やビアホール形成の後には、メタル成分を含む膜が側壁にフェンス状に残り、アッシングだけでは取り切れない場合があります。

酸系薬液が使えない工程

メタル配線を形成した後の工程では、硫酸過水などの酸系薬液を使うと金属が溶けてしまうため、使用できません。アルミや金などの配線を残したまま不要な膜だけを除去する必要があり、酸系薬液やアッシングに頼れない場面では、除去の手段が限られます。

枚葉式ウェット処理装置 TWPシリーズによる解決

薬液と物理アシストによる剥離

TWPシリーズは、薬液による化学反応に加えて、物理的なアシストを組み合わせることで難除去性の残留物に対応します。

物理アシストには、高圧ジェット、2流体ジェット、超音波シャワー、ブラシスクラブなど作用の異なる複数のノズルがあります。残留物の除去性とデバイスへのダメージはトレードオフの関係にあるため、対象デバイスの特性への影響や求める除去性能を見極めながら、多彩なノズルラインナップから2〜3種類を選定・組み合わせます。これにより、化学反応だけでは取り切れない残留物も、ダメージを抑えながら除去します。

使用中の薬液をそのまま使用

TWPシリーズは、現場で使用している剥離液をそのまま使える仕様です。新たに薬液を選定し直す負担を抑えながら、物理アシストによって除去性を高められます。酸系薬液やアッシングが使えない工程でも、使い慣れた有機溶剤に物理的な作用を加えることで、残留物の除去に対応します。

TWPシリーズ活用による期待効果

難除去性ポリマーの除去

アッシングや酸系薬液では取り切れなかったメタル含有の反応生成物まで除去できることが期待できます。ビアホールやメタル配線の側壁に残るフェンスを取り除くことで、配線やビアの品質を確保し、後工程での不具合を抑えることにつながります。

ダメージを抑えた除去

除去性とダメージのバランスをとってノズルを選定するため、デバイスへの負荷を抑えながら残留物を除去できることが期待できます。ダメージを気にされる対象でも、デモ評価を通じて適したノズルの組み合わせを見極めることで、品質を保った処理が見込まれます。

設備コストを抑えた工程構築

残留物の除去のためにアッシャーとバッチ式のウェット処理装置を別々にそろえる場合と比べ、枚葉式の1台で対応することで、比較的設備コストを抑えた工程の構築が期待できます。現場で使用している薬液をそのまま使えるため、薬液の切り替えにかかる負担の軽減にもつながります。