PERR（エッチング残渣除去）とは

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PERR（エッチング残渣除去）（Post Etch Residue Removal）とは、エッチング後に側壁や開口底へ残る反応物を取り除く工程です。BEOLでは残渣を除きながら、low-k絶縁膜、露出金属と下地を損傷しない条件を決めます。

残渣があると後の金属の密着と接続を妨げます。一方、強い洗浄でlow-k膜が削れたり金属が腐食したりすれば、寸法と絶縁、信頼性が悪化します。

PERR（エッチング残渣除去）の仕組み

構造と工程の関係

側壁と底面の残渣は後の膜の密着と接続を妨げます。露出する金属とlow-k膜の適合性を同時に確認します。

フルオロカーボン系プラズマで絶縁膜を加工すると、側壁などにフッ素を含む複合残渣ができます。PERRはこれを除き、必要に応じてTiNハードマスクも除去または保持します。¹

低誘電率膜と金属が同時に露出するため、洗浄の薬液を残渣だけに合わせることはできません。露出するCuやW、バリアとライナー、膜質によって適合する組成とpHが変わります。

構造と工程の関係

多孔質のlow-k膜では膜厚だけでなく表面化学と電気特性も確認します。図は材料損失の概念図です。

絶縁膜の加工と必要なレジスト除去を行い、残渣とハードマスクへ合わせた薬液で処理します。リンスと乾燥を済ませ、清浄な開口をバリア・ライナーと金属形成へ渡します。²

TiNを除く構成では開口の実効的な深さと埋込み条件も変わります。マスクを残す構成と同じレシピを使うとは限りません。薬液の材料適合を個別に確認します。

残渣、low-kと金属の膜厚損失、ハードマスクの除去量、温度と時間、流れ、電気特性を管理します。

SEMで残渣と形状を観察し、膜厚、表面化学、接触抵抗、リークなどを比較します。低い残渣量だけで合格とせず、絶縁膜の変質と金属腐食も確認します。

残渣の完全除去と材料の保護は競合します。濃度、温度、時間と液の交換を分けて評価し、膜損失と電気特性まで許容される工程窓を決めます。

PERR（エッチング残渣除去）は何をする工程ですか？

エッチング後に側壁や開口底へ残る反応物を取り除く工程です。BEOLでは残渣を除きながら、low-k絶縁膜、露出金属と下地を損傷しない条件を決めます。

どの段階で行いますか？

絶縁膜の加工と必要なレジスト除去を行い、残渣とハードマスクへ合わせた薬液で処理します。リンスと乾燥を済ませ、清浄な開口をバリア・ライナーと金属形成へ渡します。

何を管理しますか？

残渣、low-kと金属の膜厚損失、ハードマスクの除去量、温度と時間、流れ、電気特性を管理します。

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