光阻的基础知识

本文将系统介绍光阻的组成与作用、剥离的关键工艺及化学机理，并探讨不同等离子体处理方法在光阻去除中的应用。

一、光阻（Photoresist，PR）的本质与作用

光阻是半导体制造过程中用于光刻工艺的核心材料。它由高分子树脂、光敏剂、溶剂及添加剂组成。其特性直接影响芯片图形化的精度。

光阻的作用：

图形转移：通过曝光显影，在硅片表面形成纳米级图案，作为后续刻蚀或离子注入的掩膜。

保护作用：阻挡刻蚀剂或离子对非目标区域的损伤。

二、光阻剥离（PR Strip）

完成掩膜使命后的光阻需彻底去除，否则残留物会导致：

后续工艺污染（如金属沉积时引入缺陷）

器件短路或断路（残留光阻阻碍导电层连接）

可靠性下降（界面结合力劣化）

剥离目标：彻底清除光阻，同时避免损伤硅片表面材料（如金属、氧化物、低k介质等）。

三、光阻剥离的工艺流程与化学机理

原理：利用等离子体中的活性自由基轰击光阻，切断高分子链。

关键步骤与材料：

1.氧气等离子体（O? Plasma）

设备：反应离子刻蚀（RIE）或电感耦合等离子体（ICP）设备。

反应机理：活性氧攻击光阻中的C-H键，生成CO、CO?和H?O挥发。

2.混合气体增强剥离

CF?/O?混合气体：增强对交联光阻的刻蚀速率。

H?/N?混合气体：减少对金属层的氧化损伤。

(CH)x+O--CO?+H?O,

CxSiyOz+F--CO?+SiF4+O?Cx

流程示例：

1.真空腔室加载：硅片置于等离子体反应腔。

2.气体注入：通入O?（或混合气体），气压5-50 mTorr。

3.等离子体激发：射频功率100-500 W，持续1-5分钟。

4.灰化产物排出：通过真空泵抽走气态产物。