半导体相关材料列表 氮化硅薄膜选择性吸附材料 Nano Attracting Bug™
什么是 Nano Sticky Bug™?
满冠体育的Nano Attractive Mushi™是一种选择性吸附剂,其主要成分是纤维素衍生物,对氮化硅薄膜具有极强的亲和力。关键的纤维素衍生物是以天然纤维素为原料,采用满冠体育的合成技术定制的原始纤维素。特异性吸附于氮化硅薄膜表面,形成纤维素薄膜(选择性吸附效应)。
对氮化硅膜的特异性吸附意味着在使用各种绝缘膜和金属膜(例如氧化硅膜、氮化硅膜和氮化钛膜)的半导体制造工艺中,可以仅在氮化硅膜上选择性地形成树脂膜。众所周知,树脂膜可以形成在具有不同性质的金属膜或氮化硅膜上,但是没有一种材料可以仅吸附到氮化硅膜上并在具有相似性质的氧化硅膜和氮化硅膜之间形成树脂膜。
例如,已经发现在氮化硅膜上形成的纤维素薄膜起到保护膜的作用,该保护膜保护氮化硅膜免遭缓冲氢氟酸(BHF)或氢氟酸(HF)的蚀刻。开发示例:BHF蚀刻)。由于不影响氧化硅膜,因此不会影响蚀刻工艺的生产率。
吸附过程将立即完成。只需用在水溶液或酒精溶液中制备的纳米棒虫处理基材即可。加工方法包括点胶、浸渍、喷墨和旋涂。由于不需要干燥和热处理,因此如果是湿蚀刻工艺,则可以“按原样”进入下一个工艺。本页介绍Nano Attractive Mushi™的选择性吸附效果及具体使用实例。
选择性吸附效应
可以根据每种材料的表面自由能来估计材料之间的吸附自由能(吸附的难易度)。比较了添加到 Nano Attic Mushi™ 中的纤维素衍生物 (DC01) 和市售树脂之间的氧化硅和氮化硅薄膜的吸附自由能(见下图)。下图显示,氧化硅和氮化硅薄膜的吸附自由能为负值,而树脂本身的不同寻常之处在于它很容易吸附氧化硅和氮化硅薄膜。仅仅因为它是纤维素衍生物并不意味着它被吸附。另一方面,对于满冠体育原创的纤维素衍生物(DC01),可以看出氮化硅膜的吸附自由能较大且为负,而氧化硅膜的吸附自由能适中。这种差异就是氮化物膜发生特异性吸附的原因。
这个差异从何而来?ダイセルは、合成化学・计算化学を駆使した解明を进めています。
对氮化硅膜的吸附力极强,仅靠一点点的温柔是无法去除纤维素薄膜的。即使使用溶解氮化硅膜的蚀刻溶液(BHF110)溶解氮化物膜的表面,纤维素薄膜也保留在氮化物膜的表面上。我们能够使用 X 射线光电子能谱 (XPS) 证实这种行为。如下图所示,即使在BHF110被蚀刻后,与纤维素衍生物(DC01)对应的键峰仍然保留。另一方面,在氧化硅膜的情况下,对应于纤维素衍生物的峰完全消失,表明没有留下纤维素薄膜。
纤维素薄膜的剥离方法
另外,在半导体制造过程中,基本原则是“不弄脏鸟儿的踪迹”。吸附在氮化硅膜上的纤维素薄膜可以使用半导体制造工艺中常用的SC1(超纯水:氨水:过氧化氢溶液)或SC2(超纯水:盐酸:过氧化氢溶液)来剥离。观察SC1处理后的基材的X射线光电子能谱图谱(见下图),纤维素衍生物(DC01)对应的键峰已经消失,说明纤维素薄膜已经剥离。
材料部署目的地
提高 BHF/HF 蚀刻的选择性
利用在氮化硅膜上选择性地形成纤维素薄膜的特性,发现其起到保护膜的作用,保护氮化硅膜免受缓冲氢氟酸(BHF)和氢氟酸(HF)等蚀刻溶液的影响(参见下图)。由于它不会对氧化硅膜的蚀刻产生不利影响,因此可以抑制作为副反应的氮化硅膜的蚀刻,同时保持半导体制造工艺的生产率[1,2]。换句话说,通过使用Nano Hitch Mushi™,可以(1)使用现有的蚀刻溶液,(2)保持生产率,以及(3)提高氧化硅和氮化硅膜之间的蚀刻选择性。另外,由于纳米粘虫是水性材料,因此可以使用现有的湿法工艺设备。
下图是显示当使用BHF110作为蚀刻溶液时蚀刻时间和蚀刻量之间的相关性的图。由于它不会吸附到氧化硅膜上,因此完全未处理的基材与经过 Nano Attractive Mushi™ 处理的氧化硅膜基材之间的行为没有差异。另一方面,观察氮化硅薄膜的结果,我们可以看到用 Nano Sticky Bug™ 处理的基板表现非常有趣。一般来说,在经过保护膜处理的基板上,在蚀刻的最初几分钟内根本不会发生蚀刻,而在保护膜消失后,蚀刻行为与未处理的基板相似。另一方面,当蚀刻经 Nano Attic Mushi™ 处理的基材时,处理时间和蚀刻量之间存在线性关系。这意味着Nano Attachment Mushi™的保护作用在治疗期间始终发挥作用。这是由于 Nano Sticking Insects™ 的特性,无法稍微或轻轻地去除。
详细的实验数据,另请参阅以下论文。
[1](未经同行评审)Mochida, K、Miki, T 和 Teranishi, T (2023)。使用水溶性耐蚀刻聚合物对氮化硅进行选择性功能化。 SSRN 电子期刊。https://doiorg/102139/ssrn4340470
[2](审稿)Mochida, K、Miki, T 和 Teranishi, T (2023)。使用水溶性耐蚀刻聚合物对氮化硅进行选择性功能化。微电子工程, 276, 112001https://doiorg/101016/jmee2023112001
其他
我正在考虑以下应用程序示例。如果您想提供样品或提议联合研究,请联系我们。
区域选择性 ALD:ALD 是一种高度依赖于基材表面状况的薄膜沉积工艺。由于 Nano Sticky Bugs™ 可以轻松创建不同的表面条件,因此我们相信可以以区域选择性的方式“加速”或“抑制”ALD 过程。
化学机械抛光(CMP):由于氮化硅膜的保护作用,预计氮化硅膜的蚀刻阻挡性能将得到改善。
提供示例
我们可以提供以下样品。详情请联系我们。
| 产品编号 | 固体含量浓度(重量%) | 溶剂 | 粘度(cP) | pH值 | 金属量 |
|---|---|---|---|---|---|
| DCL05 | 0.3 | DIW | 3.6 | 5.7 | Na、K、Al、K、Ca、Fe、Li、Ti、Cr、Mn、Ni、Cu、Zn、Sn、Pb <1ppb |
| DCL07 | 0.3 | PGME | 2.2 | - |
