《炬丰科技-半导体工艺》光刻前 GaAs 表面处理以改善湿化学蚀刻过程中的光刻胶附着力和改善湿蚀刻轮廓

2021-7-6 09:39:22

2471 半导体

书籍：《炬丰科技-半导体工艺》

文章：光刻前 GaAs 表面处理以改善湿化学蚀刻过程中的光刻胶附着力和改善湿蚀刻轮廓


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编号：JFSJ-21-0

作者：炬丰科技

网址：http://www.wetsemi.com/index.html

关键词：光刻胶附着力，砷化镓，湿蚀刻，表面处理，轮廓

概要

报告了几个旨在修复 InGaP/GaAs NPN HBT 喷雾湿法化学蚀刻期间光刻胶粘附失效的实验结果。确定了几个可能影响粘附的因素，并使用实验设计 (DOE) 方法来研究所选因素的影响和相互作用。确定的最显着的附着力改进是在光刻胶涂层之前立即加入天然氧化物蚀刻。除了提高附着力外，这种预涂层处理还改变了湿蚀刻轮廓GaAs 与没有表面处理的晶片相比，反应限制蚀刻更具各向同性；

简介

光刻胶的附着力对湿蚀刻的结果以及随后的电气和光学器件的产量起着关键作用。有许多因素会影响光刻胶对半导体衬底的粘附。然而，公开文献中关于砷化镓的信息非常少，硅常用的方法如六甲基二硅氮烷 (HMDS) 预处理可能对 GaAs 无效。此外，GaAs 的表面难以控制，并且可能对看似微不足道的工艺条件很敏感，例如用水冲洗晶片的时间长度。文章全部详情，请加V获取：hlknch / xzl1019

据我们所知，只有一篇参考文献引用了在 GaAs 上使用预涂层原生氧化物蚀刻来提高附着力。参考研究表明，预涂层处理是有希望的，并且在光刻胶显影步骤后验证了附着力。没有参考文献提到在湿蚀刻过程中使用预涂层处理来提高附着力，也没有观察到对湿蚀刻轮廓的影响，这通常归因于蚀刻剂的 GaAs 晶体结构和特性。

背景：流程变更

对我们的历史蚀刻工艺进行了两个主要的工艺更改，这使得这项工作成为必要。首先，我们从 Clariant AZ4330 光刻胶切换到 Shipley SPR220-3。我们发现后者的光刻胶具有更好的自旋均匀性和分辨率，但它对 GaAs 的附着力略逊于 AZ4330。其次，我们将湿法蚀刻从基于手动浸入的工艺迁移到喷射蚀刻系统。虽然可能会产生更好的蚀刻均匀性和可重复性，但喷射蚀刻系统可能是对光刻胶附着力的苛刻测试，并且在错误的情况下可能导致工艺失败，因此，基于研究的重要性，不管从药液还是设备都需选择稳定可靠的，而华林科纳半导体设备有限公司在湿法刻蚀领域已有十几年的经验，其生产的设备功能完善，并能针对客户的需求给出一系列的解决办法跟方案。

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