氮(氧)化硅湿法刻蚀后清洗方式的改进
摘要:在半导体制造工艺的湿法刻蚀中,用热磷酸刻蚀氮化硅和氮氧化硅
是其中一个相对复杂又难以控制的工艺。在这个工艺中,热磷酸刻蚀后的去离
子水(DIW)清洗更是一个非常重要的步骤。主要分析了由于去离子水清洗
不当造成的表面缺陷的形成机理,并通过合理的实验设计和分析,给出了具体
的解决方案。
热磷酸湿法刻蚀已经在半导体制造工艺中应用了几十年了。由于热磷酸对
氮化硅和氮氧化硅刻蚀具有良好的均匀性和较高的选择比,一直到了90nm
的最先进制程也是采用热磷酸来刻蚀氮化硅与氮氧化硅。常用的热磷酸刻蚀液
是由85%浓磷酸和15%去离子水(DIW)配合而成,并保持在160℃
的温度下进行刻蚀。热磷酸刻蚀之后的芯片一般采用热去离子水清洗。当芯片
从160℃的磷酸槽进入水槽时,芯片表面残余磷酸的粘度极剧增加,并且形
成一层带有磷酸和副产物的薄层紧贴于芯片表面。如果不将这层残余物质清洗
干净,将严重影响芯片的后续制程,造成芯片成品率的损失和可靠性问题。所
以热磷酸后清洗比其他酸液(如SC2,SPM,HF等易去除的试剂)之后
的清洗更关键,也更具有挑战性[1]。
清洗缺陷产生机理分析随着工艺尺寸的逐渐缩小,定义和刻蚀精准的多晶
硅线条变得越来越困难。工业界常采用在多晶硅表面覆盖一层由化学汽相沉积
的氮氧化硅(SiON)来解决这个问题。在定义多晶硅线条的光刻胶时,氮
氧化硅可作为防反射层(ARC),使光刻更精确;而在多晶硅刻蚀时,氮氧
化硅可以当作硬掩膜,即先将氮氧化硅刻蚀出线条形状,然后以氮氧化硅线条
评论0