Étape qui élimine par calcination, au moyen notamment d'un plasma d'oxygène, la résine devenue inutile après gravure ou implantation ionique.
Nom japonais: アッシング
« Décapage plasma (ashing) » apparaît dans 6 questions d'entraînement réparties sur 4 thèmes, dont Implantation ionique, Gravure, Procédés d'interconnexion.
Domaine: Gravure
La résine photosensible est un polymère organique composé de carbone, d'hydrogène et d'oxygène. Dans un plasma d'oxygène, les radicaux d'oxygène atomique l'attaquent et la transforment en CO, CO2 et H2O volatils, qui sont pompés ; le terme ashing (réduction en cendres) vient de cette combustion de la résine. Chauffer la plaquette accélère la réaction. De nombreux équipements sont de type déporté (downstream ou remote) : le plasma est généré à distance de la plaquette, si bien que les ions se recombinent avant d'arriver et que seuls les radicaux atteignent la surface, ce qui évite les dommages ioniques et la charge des dispositifs sensibles. Le décapage plasma intervient après que la résine a servi de masque de gravure ou d'implantation.
L'implantation ionique à forte dose chasse l'hydrogène de la surface de la résine et la carbonise en une croûte dure de plusieurs dizaines de nanomètres, tandis que la résine sous-jacente reste molle. Si la plaquette est décapée à chaud immédiatement, les gaz libérés par la couche molle font éclater la croûte (phénomène de popping), dispersant résidus et particules. Les décapages post-implantation commencent donc à basse température puis montent progressivement, ou retirent d'abord la croûte avec une chimie plasma à base d'hydrogène. La résine servant de masque d'implantation doit aussi être assez épaisse pour arrêter les ions, soit plusieurs fois le parcours projeté.
Le plasma d'oxygène pose problème dans les empilements d'interconnexions en cuivre. Les films low-k SiOC doivent leur faible constante diélectrique aux groupes Si-CH3 (méthyle), que les radicaux d'oxygène transforment en Si-OH ; ceux-ci absorbent l'humidité et peuvent faire passer la constante diélectrique d'environ 3,0 à plus de 4. Les films poreux sont endommagés plus profondément, car les radicaux pénètrent par les pores. Des chimies réductrices à base d'hydrogène remplacent l'oxygène pour ces étapes, et des traitements de silylation ainsi que des recuits de déshydratation après procédé servent à réparer ou limiter les dommages.
Le décapage plasma retire la masse organique de la résine, mais pas tout. Les résidus inorganiques, les métaux introduits lors de l'implantation ou de la gravure et le polymère déposé sur les flancs par la gravure sèche subsistent et sont éliminés par un nettoyage humide ultérieur. Le SPM (acide sulfurique et peroxyde d'hydrogène, souvent environ 4:1 à 120–150 °C), surnommé piranha, oxyde les matières organiques restantes. Les résidus de gravure chlorés doivent être retirés rapidement, car ils corrodent les interconnexions en aluminium. Les séquences décapage-nettoyage se répètent tout au long du procédé, si bien que leur efficacité et leur douceur influent à la fois sur le rendement et sur le coût.
Réponse : B. Le film est endommagé par le plasma, par exemple par perte de carbone, et sa permittivité augmente
Les films low-k de type SiOC abaissent leur permittivité grâce aux groupes Si-CH3 (méthyle), mais exposés notamment à un plasma d'oxygène, les groupes méthyle partent et deviennent Si-OH ; le film absorbe alors facilement l'humidité et sa permittivité peut passer de 3,0 à plus de 4. Dans les films poreux, les dommages se propagent en profondeur par les pores. Il faut donc des conditions d'ashing peu agressives, à base d'hydrogène par exemple, des traitements de restauration par agents de silylation et une déshydratation après usinage.
Le procédé brûle la résine organique dans un plasma d'oxygène, un peu comme si on la réduisait en cendres (ash en anglais), en la transformant en gaz comme CO2 et H2O qui sont pompés.
Le décapage plasma retire la résine à sec, au moyen de radicaux issus du plasma, tandis que le décapage humide la dissout ou l'oxyde avec des chimies liquides comme le SPM ou des strippers organiques. En pratique, les deux sont souvent combinés : décapage plasma d'abord, puis nettoyage humide des résidus.
Un équipement à plasma déporté génère le plasma à distance de la plaquette, de sorte que seuls des radicaux neutres l'atteignent. On évite ainsi les dommages dus au bombardement ionique et à la charge sur les transistors et les films sensibles.
Il faut donc des conditions d'ashing peu agressives, à base d'hydrogène par exemple, des traitements de restauration par agents de silylation et une déshydratation après usinage.
Quel problème faut-il surveiller lors de la gravure ou du d…Lors des implantations à forte dose, la surface de la résine se carbonise et durcit, ce qui la rend difficile à retirer ; il faut donc aussi soigner les conditions d'ashing.
À quoi faut-il veiller lorsqu'on utilise une résine photose…Un ashing direct à haute température fait éclater cette croûte sous l'effet des gaz dégagés par la résine molle sous-jacente (popping), générant résidus et particules.
Quel problème survient fréquemment lors du retrait d'une ré…L'ashing est l'étape qui oxyde la matière organique de la résine par un plasma d'oxygène ou analogue et l'élimine sous forme de CO2 et de H2O ; son nom vient de la réduction en cendres (ash).
Comment appelle-t-on l'étape qui retire la résine photosens…On les retire donc soigneusement par ashing et nettoyage avec des solutions organiques ou fluorées.
Pourquoi retire-t-on les produits de réaction (polymères) r…Implantation ionique Plasma Résine photosensible (photorésine) Dose Exposant Gravure sèche Couche de passivation Stiction (adhérence) Contact SPM (mélange acide sulfurique-eau oxygénée)