本文介绍了我们华林科纳研究了整个湿蚀过程中的完整性 ， 它给出了一些确保这种保护的提示 ， 并提出了评估这种保护的相关新方法 ， 用光刻胶制作材料的湿图案需要材料的完美完整性 ， 防止湿蚀刻剂 ， 这种保护作用可以通过两种不同的湿式蚀刻剂渗透路径来降解 ， 通常只在参数测试的生产批次上观察到材料的降解 ， 这种检测已经太晚了 ， 而且可能会导致严重的金钱浪费 ， 而不是在参数测试中测量晶体管的退化 ， 在这里提出了替代方法 。
第一个穿透路径位于抗蚀剂/材料界面处 ， 在最坏的情况下 ， 湿蚀刻剂可以很容易地通过这个界面 ， 在湿蚀刻距离几微米 ， 通常在涂覆抗蚀剂之前 ， 使用HMDS（六甲基二硅氮烷） ， 用光刻胶覆盖晶片 ， 这些非极性键排斥极性湿蚀刻剂 ， 防止后者打破抗蚀剂-材料的粘附键 ， 引物反应的产率可受多种因素的调节：一阶引物持续时间 ， 也有底物表面键 ， 硅氧化物表面由硅烷醇（Si-OH）和硅氧烷（Si-O-Si）键制成 。
因此 ， 硅氧烷水解成硅醇键增加了三甲基硅基键的数量 ， 然而亲水表面必须非常干燥 ， 才能使HMDS与材料表面发生反应 ， 而不是与被吸附的水分子发生反应 ， 在氧化硅水解过程中 ， 良好的晶片干燥和衬底都必须在启动前实现脱水 ， 最后氧化硅表面纯度起着重要的作用 ， 掺杂硅氧化物上的碳或掺杂物 ， 或CVD沉积氧化物影响引物产率 ， 第二渗透路径是湿蚀刻剂渗透通过聚合物自由体积 ， 直至受保护材料 ， 根据所研究的聚合物/湿式蚀刻体系 ， 蚀刻剂的扩散可以遵循Fick定律（蚀刻剂分子和聚合物之间没有相互作用） ， 或者更经常地可以遵循非Fick定律 。
除了研究通过聚合物的蚀刻剂扩散动力学外 ， 还开发了其他方法来确定湿图案形成过程中的材料完整性过程窗口 。 首先 ， 两种不同的无损声学方法已经成功地能够量化这种过程窗口 ， 原子力显微镜（原子力显微镜）也是另一个机会 。 利用该方法研究了旋转干燥单晶片工具上300nm厚的抗蚀剂与各种湿蚀刻剂的兼容性 ， 在薄的氧化硅层上沉积7nm厚的氮化钛层 ， 然后在整个晶片表面进行抗蚀涂层 。
用四种不同的接触时间进行测试：60、100、140和180秒 ， 退化只从第三个持续时间开始观察到 ， 通过光学显微镜可以清晰地看到降解情况（图1） 。 一旦HF突破了整个抗蚀剂的厚度 ， 氮化钛天然氧化物就会很快被选择性地蚀刻向氮化钛大块材料 ， 然后实现了氮化钛/抗蚀剂界面的快速降解 ， 在同一工具上用SC1进行了第二次实验 ， 在硬脑膜上可以通过肉眼观察到抗蚀剂/材料界面的退化 。 即使整个刻蚀片表面的抗蚀剂厚度非常均匀 ， 在两种体系中观察到的降解总是从晶片中心的湿蚀刻剂更严重 ， 流动动力学变化（转速 ， 高频流量）已经进行 ， 但没有显示出任何显著的调制 ， 降解显然发生在化学分配过程中 ， 但在晶片干燥过程中可能会加剧 ， 在晶片干燥过程中分配了大量（约200升/分钟）的氮 ， 非常接近晶片表面 ， 并来自晶片中心 。
目视检查是一种快速的方法 ， 但对于栅极氧化物等敏感材料不可靠 ， 其中1a的降解对于材料/设备的完整性已经是不可接受的 ， 因此 ， 提出了一种新的、快速、非常准确的方法 。 用所研究的抗蚀剂涂覆了热氧化物 ， 并进行了湿法蚀刻剂的渗透试验 ， 然后用SPM（硫酸、过氧化氢混合物）剥离抗蚀剂 ， 并从非接触C(V)测量中提取EOT（等效氧化物厚度）值 ， 单晶片和湿台工具在探索的试验中给出了类似的结果 。
考虑湿蚀刻的性质：HF与BOE ， 具有相同的2.3μm厚抗蚀剂 ， 参考晶片能够确认对剥离工艺的EOT有低/无影响 ， 这个晶圆片跳过了湿式蚀刻过程 ， 而0.5%的HF已经通过抗蚀剂扩散并降解了下面的氧化硅 ， 而BOE并不影响它 ， 这可以用蚀刻剂种类的大小来解释 。 的确 ， 所测试的抗蚀剂的自由体积为0.28nm ， HF和HF2-(代表BOE)分子尺寸分别为0.09nm和023nm 。 空间侵权和电荷与抗蚀剂的相互作用阻止了HF2-穿透光刻胶 。 调节氟基蚀刻剂的pH和稀释 ， 改变氟的形成 ， 产生或多或少的HF或hf2分子 ， 影响进入抗蚀剂的渗透动力学 。
其次 ， 在相同的1.8-3μm厚度上测试抗蚀剂厚度 ， HF为0.5%和110A热氧化硅蚀刻目标(即220s蚀刻时间) 。 当高频厚度足够厚时 ， 抗蚀剂厚度对高频通过聚合物扩散的轻微重要性 ， 厚度的影响也在更大的厚度尺度上进行了研究 ， 但考虑了2种不同的电阻（相同的基本聚合物和涂层条件） ， 0.23μm厚的抗蚀剂对渗透更为敏感 。 实际上 ， 降解已经存在于HF70A二氧化硅蚀刻目标上 。 并绘制了HF110A后两种抗性(0.23μm对厚的) ， 根据菲克定律 ， EOT似乎证实了一种渗透现象 ， 至少在高频扩散的早期阶段是这样的 。
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