90nm淺溝槽隔離平坦化工藝的研究與改進.pdf

1、淺溝槽隔離技術(Shallow Trench Isolation, STI)以突出的隔離性能,平坦的表面形貌,良好的鎖定性能以及幾乎沒有場侵蝕,已經成為深亞微米后的主流隔離技術。新型化學材料二氧化鈰研磨液的出現(xiàn)推動了STI CMP(Chemical Mechanical Planarization,化學機械研磨)工藝的發(fā)展,其性能穩(wěn)定,對氧化硅、氮化硅有很高的選擇比,使用者可以根據(jù)工藝的需要將二氧化鈰研磨液和普通研磨液搭配使用,達到優(yōu)化

2、制程降低成本的目的。CMP過程中也會產生一些特有缺陷,如劃傷,顆粒,研磨液殘留等,典型的碟形缺陷對器件造成的影響很大,尤其是到90nm以下工藝對碟形化的要求非常嚴格,而劃傷對硅片的可靠性有可能造成影響,都是CMP過程中應盡量避免的。CMP是一種全局平坦化技術,影響平坦化效果的機械參數(shù)有很多,如研磨頭轉速,研磨頭壓力,拋光墊的物理化學性質,拋光液的流量等,通過工藝參數(shù)的調節(jié),能夠實現(xiàn)很好的硅片內研磨均勻度。STI CMP對片內研磨均勻度要

3、求很高,研磨不均勻會導致氮化硅殘留,從而影響后續(xù)制程和成品率。
　　本文針對STI CMP制程中的上述問題,以一個90nm制程為主要的研究主體,分析總結了生產中遇到的主要問題,設計實驗收集了大量的數(shù)據(jù)并提出改進方案,取得了一定的成果,主要內容為:
　　1.在相同制程上,對比二氧化鈰研磨液和二氧化硅研磨液的研磨效果,包括研磨速率和碟形化缺陷,在試驗數(shù)據(jù)的基礎上總結出了基準制程,可以作為新產品制程研發(fā)的參考。
　　2.在新

4、產品制程開發(fā)過程中,比較了基于時間的研磨方式和終點方式,對兩種方式的工藝控制要點進行了研究,優(yōu)化了90nm STI CMP研磨方式。
　　3.研究了一個產品上微劃傷缺陷的問題,經分析并驗證二氧化鈰研磨液步驟研磨時間長會產生更多結晶造成劃傷,通過優(yōu)化制程中各個步驟的時間分配,成功的減少了微劃傷對成品率的影響。
　　4.研究AMAT300MM Reflection研磨頭的壓力控制效果,調節(jié)研磨頭壓力的分布可以達到控制研磨后形貌的