引言

本研究針對(duì)12英寸晶圓廠近期技術(shù)開發(fā)過程中后端一體化(AIO)蝕刻工藝導(dǎo)致的圖案失效缺陷。AIO蝕刻直接限定了溝槽和通孔的形狀，然而，包括層間介電膜的沉積、金屬硬掩模和濕法清洗的那些先前的工藝步驟會(huì)影響AIO蝕刻性能，甚至導(dǎo)致圖案缺陷。研究表明，圖案失效缺陷的數(shù)量與ST250的壽命密切相關(guān)，ST 250用于在金屬硬蝕刻工藝后去除聚合物。實(shí)驗(yàn)表明，延長(zhǎng)ST250上升時(shí)間并增加一個(gè)洗滌器工藝步驟可以獲得與運(yùn)行時(shí)間> 50小時(shí)的舊酸相當(dāng)?shù)娜毕菪阅堋Ｗ罱K，增加了額外的洗滌器工藝來減少缺陷數(shù)量，并獲得了4%的生產(chǎn)線末端產(chǎn)量。

介紹

半導(dǎo)體芯片制造是一個(gè)復(fù)雜的過程，涉及一系列協(xié)調(diào)的精密操作。眾所周知，在這些操作的各個(gè)步驟中，半導(dǎo)體襯底的表面會(huì)被一層由微粒、有機(jī)材料、金屬雜質(zhì)和天然氧化物組成的殘留物所污染。

在后端金屬硬掩模(HM)蝕刻工藝和后端金屬硬掩模蝕刻溝槽的側(cè)面期間，羽流將蝕刻材料噴淋到晶片表面上。然后，這種材料可以與晶片上的其他污染物相互作用，形成金屬污染膜，隨后進(jìn)行濕法清洗操作，用一種含有水和稀釋氫氟酸的清洗劑去除殘留物。但事實(shí)上存在副作用，在金屬硬掩模(HM)蝕刻后，當(dāng)表面暴露于ST250濕法清洗的酸中時(shí)，薄膜材料性質(zhì)會(huì)發(fā)生變化，這在金屬HM的當(dāng)前步驟中無法通過檢查工具進(jìn)行測(cè)量。在隨后的AIO蝕

但是，這會(huì)導(dǎo)致刻工藝中部分蝕刻通孔(圖1)。此外，更糟糕的情況是，當(dāng)缺陷位于金屬線邊緣時(shí)，會(huì)發(fā)生金屬橋接(圖2)，這將導(dǎo)致線端成品率嚴(yán)重下降。

缺陷解決方案和優(yōu)化結(jié)果

控制ST250的壽命應(yīng)該是保持低缺陷水平的一個(gè)選擇

和穩(wěn)定的產(chǎn)量結(jié)果，因?yàn)楫?dāng)ST250的壽命大于50小時(shí)時(shí)，存在良好的通孔打開趨勢(shì)，如圖9所示:

結(jié)論:

在12英寸晶圓代工廠中，由后端一體式(AIO)蝕刻工藝產(chǎn)生的圖案失效缺陷是一種常見的缺陷，會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)量損失。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，這些缺陷與ST250的壽命有很強(qiáng)的相關(guān)性，可以用來清洗聚合物后HM刻蝕工藝。新鮮化學(xué)品產(chǎn)生高缺陷數(shù)，而舊酸得到低缺陷數(shù)或甚至零缺陷數(shù)。

延長(zhǎng)ST250沖洗時(shí)間和增加洗滌器工藝步驟可以改變薄膜表面狀況，從而減少缺陷數(shù)，生產(chǎn)線末端產(chǎn)量提高4%,而不會(huì)出現(xiàn)晶片中心倉失效。

審核編輯：符乾江