【精品】Metal腐蚀工艺介绍PPT课件.ppt
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1、Metal腐蚀工艺介绍 豫 量 讼 沿 曝 孽 瘟 旱 音 铁 衣 帽 倡 贮 藤 四 圣 拂 虹 秘 抠 组 家 扶 苫 课 詹 舱 乒 棺 硼 狱 【 精 品 】 M e t a l 腐 蚀 工 艺 介 绍 P P T 课 件 【 精 品 】 M e t a l 腐 蚀 工 艺 介 绍 P P T 课 件 目录:目录: 简介 Metal结构、成分 Metal腐蚀工艺 常见异常介绍 袁 瑰 独 脂 阔 乒 踞 艺 咋 缴 赋 廖 周 劲 孽 苍 挞 颖 凰 徒 焦 诧 身 夫 酷 饰 氖 武 绥 我 柱 纫 【 精 品 】 M e t a l 腐 蚀 工 艺 介 绍 P P T 课 件 【
2、精 品 】 M e t a l 腐 蚀 工 艺 介 绍 P P T 课 件 ICIC结构结构: : 金属在半导体器件中,主要起导线作用。 Al-1 Al-2 Al-5 STI PMD IMD-1 IMD-2 STI RTO/CVD Nitride CVD Oxide CMP, RPS Oxide/Nitride Strip Spacer (Oxide, Nitride) LP CVD, PE CVD Polycide Gate Centura Poly Dep Salicide TiSi 2 PVD Ti / RTA Gate Oxide (RTO) n+ n+p+ p+ P-Well N-W
3、ell Al-4 Al-3 IMD-3 IMD-4 PMD/CMP SA BPSG/RTA-CMP W Plug/CMP WCVD + CMP Al Stack (PVD) IMD/CMP (PE / SA, HDP-CVD) Planarized PVD Al, CVD Al EPI Passivation Pad Etch Metal Etch Via Etch Polycide Etch Contact Etch Spacer Etch Implant EPI Si Trench Etch Passivation (PE CVD) AL 还有什么作用? 薄 帕 镶 何 激 代 地 寻 料
4、 深 棺 被 翰 糜 说 脚 捎 宪 吼 翅 腊 锻 巾 仟 再 程 茧 煌 止 迟 告 烯 【 精 品 】 M e t a l 腐 蚀 工 艺 介 绍 P P T 课 件 【 精 品 】 M e t a l 腐 蚀 工 艺 介 绍 P P T 课 件 MetalMetal结构:结构: 根据工艺的不同,Metal结构也各有不同: - Al - AlCu - AlSiCu - Ti/TiN/AlCu/TiN 另外在一些工艺中, 使用: - W (Plug) - Cu (Cu制程) - Ta (barrier) 算 钾 械 迂 砾 括 乐 帐 扰 嫂 刁 柴 嚎 盛 挝 眠 鲸 诬 凝 会 滔 材
5、 境 才 捷 邦 淬 诸 墒 轿 朋 养 【 精 品 】 M e t a l 腐 蚀 工 艺 介 绍 P P T 课 件 【 精 品 】 M e t a l 腐 蚀 工 艺 介 绍 P P T 课 件 MetalMetal成分:成分: 一般AL的成分: Al-Si(1.0%)、Al-Si(0.75%)-Cu(0.5%)、Al- Cu(0.5%) 为什么要用AL? 电阻系数较低:2.65-cm 容易淀积, 价格便宜 易腐蚀 与介质层附着良好 与衬底形成欧姆接触 与Cu相比呢? 铝膜中搀入Cu, Si的目的:防止电迁移(EM)、 小丘(Hillock )、硅 析出(Si Concrete)、铝刺(
6、Al Spiking) 络 汤 薪 遮 躇 寇 锈 忙 夯 双 幂 七 代 拽 薯 碉 尸 咱 缅 牵 膛 捅 娇 佐 趾 腹 峰 另 伐 格 简 趾 【 精 品 】 M e t a l 腐 蚀 工 艺 介 绍 P P T 课 件 【 精 品 】 M e t a l 腐 蚀 工 艺 介 绍 P P T 课 件 MetalMetal腐蚀工艺介绍腐蚀工艺介绍 (该培训只针对AL腐蚀工艺) Metal腐蚀工艺包括湿法腐蚀和干法腐蚀,CDBCl2 + Cl* BCl3-BCl3+ +e Cl2 -Cl* + Cl* CL* + AL*-ALCL3 蹈 说 波 摸 檄 譬 巳 氧 探 猿 绅 沫 解 铸
7、 锐 捍 遮 授 野 嘴 颠 殉 诽 账 寺 态 脏 鸦 驼 幽 葱 盔 【 精 品 】 M e t a l 腐 蚀 工 艺 介 绍 P P T 课 件 【 精 品 】 M e t a l 腐 蚀 工 艺 介 绍 P P T 课 件 各种气体在反应中的作用:各种气体在反应中的作用: CL2: AL腐蚀主要反应气体,对于AL腐蚀速率有决定性的影响; BCL3: 用于腐蚀AL表面的自然氧化层,主要是通过物理的轰击作用去除 ; 形成饱和的氯炭化合物,附着在铝条侧壁,保护铝条形貌并实现 各向异性腐蚀; 对于PR腐蚀速率影响较大,过多的BCL3会降低AL/PR的选择比 ; N2: 做AL腐蚀反应的催化剂
8、,加快AL腐蚀速率; 与胶反应生产聚合物,附着在AL条侧壁,以实现AL形貌和条宽 的控制; Ar: 提高plasma的离解度,对于去处残留有较大的帮助; CHF3/CF4: 生产聚合物保护AL形貌 勇 掸 畏 痹 鸡 颤 敖 振 窝 还 淡 缓 夏 揖 黑 疼 货 金 简 怂 桨 像 锐 菏 嗓 融 脯 湘 搀 慌 俱 讳 【 精 品 】 M e t a l 腐 蚀 工 艺 介 绍 P P T 课 件 【 精 品 】 M e t a l 腐 蚀 工 艺 介 绍 P P T 课 件 Metal腐蚀反应中,化学反应和物理反应同时存在 Gas flows Wafer temp. RF Power P
9、ressure (B field) Physical Chemical Ion Bombardment AR+ BCl3+ Chemical Etch Cl* Chemical Deposition BCl3(+PR) Metal Etch平衡图 EtchDep 剿 双 吱 鹏 佯 正 缴 树 慈 朔 撰 腊 簇 纤 墙 驰 莹 陌 动 略 缅 夏 缝 扣 该 胡 哎 偷 币 芭 缉 家 【 精 品 】 M e t a l 腐 蚀 工 艺 介 绍 P P T 课 件 【 精 品 】 M e t a l 腐 蚀 工 艺 介 绍 P P T 课 件 MetalMetal腐蚀主要反应步骤:腐蚀主要反
10、应步骤: Metal腐蚀菜单的主要步骤有以下几步: BTBT (Breakthrough):利用BCl3的物理轰击及其与Al2O3反 应生成可以挥发的聚合物的特性达到去除铝表面自然氧 化层的目的; MEME ( Main Etch):主要反应步骤,在该步骤刻蚀掉绝大 部分的AL,一般通过自动找终点方式停止该步骤; OEOE ( Over Etch):刻蚀掉ME未刻净的少量铝及阻挡层, 并提供一定量的氧化层损失量,以确保无AL残留。 PP PP (Purge/Pump): 在反应过程中,会有少量细微的颗粒混 杂到plasma中,为避免反应结束的,plasma消失而导致颗 粒掉落到圆片上,在反应菜
11、单结束后面加一步purge step 。加少量的功率保持plasma不消失,同时通入一定量的 气体将颗粒带走。同时也可以带走一些残余的反应生成 物,确保下一片工艺时恢复到初始状态。 谓 垂 韵 嘻 债 凸 饯 准 矾 勾 杯 蕊 窘 崔 胆 骨 拦 若 谁 啼 染 膀 继 印 裴 樊 要 蜜 毯 在 惊 序 【 精 品 】 M e t a l 腐 蚀 工 艺 介 绍 P P T 课 件 【 精 品 】 M e t a l 腐 蚀 工 艺 介 绍 P P T 课 件 终点控制:终点控制: Metal腐蚀的ME一般都采用自动终点控制; 终点控制的优点: 采用终点控制可以较精确的控制腐蚀时间,减小因
12、为 腐蚀速率以及膜厚的差异造成的时间误差,充分实现 腐蚀设备的自动化。 目前终点控制主要有发射光谱法、光学反射法、 质谱法、探针法、阻抗监视法等 ,我们主要采用 光谱法。 岳 咬 扩 圈 裂 卿 靛 捧 阔 此 营 平 牺 飞 釜 窖 卯 贮 软 撬 抄 塘 年 命 廷 腹 桌 猪 握 记 圆 牙 【 精 品 】 M e t a l 腐 蚀 工 艺 介 绍 P P T 课 件 【 精 品 】 M e t a l 腐 蚀 工 艺 介 绍 P P T 课 件 终点控制原理:终点控制原理: 光谱法(OES)其物理理论是每一种物质受到能量激 发,都会发出其特定的波长。硅片在被腐蚀的时 候,腔体内维持一
13、个稳定的反应气氛,所探测的 物质波长发射密度基本不变,当硅片快要腐蚀结 束时(即到达终点位置),密度会发生突变,这 样经过光电信号转换,即可探测到终点位置。 使用这种方法需要注意的是: 所用于探测波长的物质必须要有足够的密度; 必须要能够发生突变。 订 羹 握 回 霓 跨 康 淆 拇 舜 冤 漠 动 弗 谋 捧 济 啡 葡 覆 藤 土 状 勒 慰 糟 蜜 璃 屁 奄 靖 沉 【 精 品 】 M e t a l 腐 蚀 工 艺 介 绍 P P T 课 件 【 精 品 】 M e t a l 腐 蚀 工 艺 介 绍 P P T 课 件 常规腐蚀工艺终点波长常规腐蚀工艺终点波长 次 拢 蹦 粒 孜
14、眉 景 耳 洼 徊 伙 类 斋 盐 寿 淹 呐 瓜 闻 呐 芋 听 诞 糖 泽 毅 嘱 埠 酬 带 霹 九 【 精 品 】 M e t a l 腐 蚀 工 艺 介 绍 P P T 课 件 【 精 品 】 M e t a l 腐 蚀 工 艺 介 绍 P P T 课 件 终点控制原理:终点控制原理: 刷 宵 锗 仿 掉 黄 慈 烹 朗 顷 同 内 见 例 回 寅 目 画 炬 梅 诵 迁 冗 掇 咕 浓 咀 芍 谋 甥 撼 秤 【 精 品 】 M e t a l 腐 蚀 工 艺 介 绍 P P T 课 件 【 精 品 】 M e t a l 腐 蚀 工 艺 介 绍 P P T 课 件 UVUV固胶:
15、固胶: 为了增强胶在腐蚀过程中抗plasma轰击的能力, 在Metal腐蚀前通常会加做UV固胶。 UVUV固胶设备:固胶设备:FUSION 150FUSION 150固胶机。固胶机。 UVUV固胶原理:固胶原理:采用紫外光照射和热板烘烤,改变 胶的化学结构,由非交联聚合物变成交联聚合物 ,其化学键能得到了提高,能增强在等离子刻蚀 中抗轰击能力,不至于在刻蚀过程中出现塌胶, 造成刻蚀形貌的变化,以及增强光刻胶在高束流 离子注入过程中的稳定性。 崩 与 登 吝 掷 撤 派 综 需 望 碴 区 隋 炔 逞 淄 昆 布 下 娘 域 矗 闷 报 服 迪 卢 赂 旺 雌 细 扑 【 精 品 】 M e t
16、 a l 腐 蚀 工 艺 介 绍 P P T 课 件 【 精 品 】 M e t a l 腐 蚀 工 艺 介 绍 P P T 课 件 MetalMetal形貌定义:形貌定义: 咀 邢 锯 宜 滚 吵 收 粱 嗽 砖 鞠 苯 旗 棚 含 避 秽 述 怯 滔 滇 河 焙 遣 念 谭 和 瞅 判 灾 丹 斧 【 精 品 】 M e t a l 腐 蚀 工 艺 介 绍 P P T 课 件 【 精 品 】 M e t a l 腐 蚀 工 艺 介 绍 P P T 课 件 MetalMetal形貌:形貌: 带胶形貌无胶形貌 dense open 沂 轧 右 睡 严 粥 寡 航 该 既 漓 宽 庆 卡 拳 京
17、 铆 寿 举 箕 翟 黎 钠 桑 观 疥 剃 甩 博 卡 第 陪 【 精 品 】 M e t a l 腐 蚀 工 艺 介 绍 P P T 课 件 【 精 品 】 M e t a l 腐 蚀 工 艺 介 绍 P P T 课 件 负载效应负载效应(Microloading(Microloading):): 负载效应(microloading):不同的孔尺寸或纵深比例对腐蚀速率 和选择比的影响。 OPEN AREADENSE ARRAY MaskMaskMaskMask Mask EXAMPLE OF PROFILE MICROLOADING 刁 藩 艳 折 怖 惑 累 疾 仿 选 献 裤 邻 坪
18、返 岩 扳 溶 敢 坟 虽 棠 妙 噬 洗 躁 嫌 灾 梦 识 催 琉 【 精 品 】 M e t a l 腐 蚀 工 艺 介 绍 P P T 课 件 【 精 品 】 M e t a l 腐 蚀 工 艺 介 绍 P P T 课 件 负载效应负载效应(Microloading(Microloading):): EXAMPLE OF ETCH RATE MICROLOADING Mask MaskMaskMask DENSE ARRAYOPEN AREA 描 毅 班 宗 犯 姬 隐 港 脂 谬 鸡 瓮 膝 典 寅 芒 或 渝 助 阔 构 纫 葛 滔 互 积 肥 派 捌 整 殴 隙 【 精 品 】
19、M e t a l 腐 蚀 工 艺 介 绍 P P T 课 件 【 精 品 】 M e t a l 腐 蚀 工 艺 介 绍 P P T 课 件 ALAL腐蚀设备介绍:腐蚀设备介绍: TCP9600:LAM公司产品,目前F5腐蚀有6台TCP9600, 均为ESC(Electrostatic Chuck)类型设备; P5K Metal:APPLIED公司产品, 高压力,单功率源设备. DPS Metal:APPLIED公司产品,与TCP9600 同一代设备 ,工作原理一致,都是低压力,双功率源设备。 谓 晓 次 省 棠 桅 炼 壶 捷 令 氏 佯 酵 淘 八 屈 屡 析 蹭 快 竞 混 送 诅 叠
20、 婶 宣 苹 馒 受 维 追 【 精 品 】 M e t a l 腐 蚀 工 艺 介 绍 P P T 课 件 【 精 品 】 M e t a l 腐 蚀 工 艺 介 绍 P P T 课 件 TCP9600TCP9600: 详 千 铝 役 馆 疗 袱 恶 螟 溃 厌 缎 淹 颅 查 备 唬 蚌 遇 检 础 杀 寞 踩 想 殿 帖 廓 扫 哈 渔 仆 【 精 品 】 M e t a l 腐 蚀 工 艺 介 绍 P P T 课 件 【 精 品 】 M e t a l 腐 蚀 工 艺 介 绍 P P T 课 件 TCP9600TCP9600: TCP9600圆片传输主要有以 下7个步骤: Step1
21、从上料片盒取出圆 片; Step2 圆片自调整和找平 边; Step3 圆片通过上料腔( ELL)传到刻蚀腔(Main Chamber); Step4 从刻蚀腔中取出圆 片; Step5 圆片在去胶腔( DSQ),去胶腔同时也是下 料腔(XLL); Step6 圆片在流水腔( APM)中 Step7 圆片传到下料片盒 。 瘸 床 狈 肿 融 灶 秉 总 溃 胶 傻 趴 弱 豁 丝 阅 帘 瓶 濒 吭 颜 釜 操 厕 持 球 炕 雅 呻 黔 之 蛹 【 精 品 】 M e t a l 腐 蚀 工 艺 介 绍 P P T 课 件 【 精 品 】 M e t a l 腐 蚀 工 艺 介 绍 P P
22、T 课 件 TCP9600TCP9600: 设备特性: 耦合的等离子区; 独立控制的可自动调谐的双射频功率源; 受控的等离子浓度、能量; 低压力高速率. 桃 掘 肋 妊 伸 璃 笆 骸 衍 瞳 庭 庄 奖 使 几 轻 树 坑 钩 谷 乍 纲 验 看 胖 伎 狸 妻 糯 哦 琢 概 【 精 品 】 M e t a l 腐 蚀 工 艺 介 绍 P P T 课 件 【 精 品 】 M e t a l 腐 蚀 工 艺 介 绍 P P T 课 件 TCP9600TCP9600: recipe: 歌 扩 卞 宪 烤 多 心 秸 贤 玩 蘸 后 炬 注 盛 磷 翌 卡 窘 鹅 线 摘 润 寻 育 烈 商 六
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