90nm淺溝槽隔離平坦化工藝的研究與改進(jìn).pdf

1、淺溝槽隔離技術(shù)(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(méi)有場(chǎng)侵蝕,已經(jīng)成為深亞微米后的主流隔離技術(shù)。新型化學(xué)材料二氧化鈰研磨液的出現(xiàn)推動(dòng)了STI CMP(Chemical Mechanical Planarization,化學(xué)機(jī)械研磨)工藝的發(fā)展,其性能穩(wěn)定,對(duì)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(dá)到優(yōu)化

2、制程降低成本的目的。CMP過(guò)程中也會(huì)產(chǎn)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(duì)器件造成的影響很大,尤其是到90nm以下工藝對(duì)碟形化的要求非常嚴(yán)格,而劃傷對(duì)硅片的可靠性有可能造成影響,都是CMP過(guò)程中應(yīng)盡量避免的。CMP是一種全局平坦化技術(shù),影響平坦化效果的機(jī)械參數(shù)有很多,如研磨頭轉(zhuǎn)速,研磨頭壓力,拋光墊的物理化學(xué)性質(zhì),拋光液的流量等,通過(guò)工藝參數(shù)的調(diào)節(jié),能夠?qū)崿F(xiàn)很好的硅片內(nèi)研磨均勻度。STI CMP對(duì)片內(nèi)研磨均勻度要

3、求很高,研磨不均勻會(huì)導(dǎo)致氮化硅殘留,從而影響后續(xù)制程和成品率。
　　本文針對(duì)STI CMP制程中的上述問(wèn)題,以一個(gè)90nm制程為主要的研究主體,分析總結(jié)了生產(chǎn)中遇到的主要問(wèn)題,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)收集了大量的數(shù)據(jù)并提出改進(jìn)方案,取得了一定的成果,主要內(nèi)容為:
　　1.在相同制程上,對(duì)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(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上總結(jié)出了基準(zhǔn)制程,可以作為新產(chǎn)品制程研發(fā)的參考。
　　2.在新

4、產(chǎn)品制程開發(fā)過(guò)程中,比較了基于時(shí)間的研磨方式和終點(diǎn)方式,對(duì)兩種方式的工藝控制要點(diǎn)進(jìn)行了研究,優(yōu)化了90nm STI CMP研磨方式。
　　3.研究了一個(gè)產(chǎn)品上微劃傷缺陷的問(wèn)題,經(jīng)分析并驗(yàn)證二氧化鈰研磨液步驟研磨時(shí)間長(zhǎng)會(huì)產(chǎn)生更多結(jié)晶造成劃傷,通過(guò)優(yōu)化制程中各個(gè)步驟的時(shí)間分配,成功的減少了微劃傷對(duì)成品率的影響。
　　4.研究AMAT300MM Reflection研磨頭的壓力控制效果,調(diào)節(jié)研磨頭壓力的分布可以達(dá)到控制研磨后形貌的