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ILD 工艺
来源: | 作者:LiLi | 发布时间: 2024-10-15 | 36 次浏览 | 分享到:

ILD 工艺是指在晶体管与第一层金属之间形成的介质材料,形成电性隔离。ILD 介质层可以有效地降低金属与衬底之间的寄生电容,改善金属横跨不同的区域而形成寄生的场效应晶体管。ILD 的介质材料是氧化硅。

1)淀积 USG。通过 PECVD淀积一层厚度约为500~600A 的 USG (Un-doped Silicate Glass,非掺杂硅玻璃)。淀积的方式是利用TEOS 在400°C发生分解反应形成二氧化硅淀积层。USG为不掺杂的SiO2,USG可以防止BPSG中析出的硼和磷扩散到衬底,造成衬底污染。

2)淀积 BPSG。利用 APCVD淀积一层厚度约 8000~9000A的BPSG。利用O3、TEOS、BOC2H53,和POOC2H53;在加热的条件下发生反应形成BPSG淀积层。BPSG是含硼(B)和磷(P)的硅玻璃,它们的含量控制在3%~5%。BPSG有利于平坦化,BPSG中掺硼可以降低回流的所需的温度,掺磷可吸收钠离子和防潮。

3)BPSG回流。利用 LPCVD使BPSG在800~900°C的温度下回流,从而实现局部平坦化,避免起球现象,以利于后续的 CMP 工艺。在回流的过程中,BPSG 中的B和P会析出。图4-76所示,是BPSG 回流后的剖面图。

4)酸槽清洗去除硼和磷离子。将晶圆放入清洗槽中清洗,利用酸槽将 BPSG 回流时析出的硼和磷清除。

5)淀积USG。利用HDP CVD 淀积一层厚度约为5000A的SiO2。因为BPSG的研磨速率较慢和硬度过小,所以淀积一层 USG,避免 BPSG被 CMP 划伤和提高效率。

6)ILD CMP。通过CMP实现 ILD平坦化,以利于后续淀积金属互连线和光刻工艺。因为ILD CMP没有停止层,所以必须通过控制CMP工艺的时间来达到特定的ILD 厚度。图4-77所示为 ILD CMP后的剖面图。

7)量测ILD 厚度。收集CMP之后的ILD 厚度数据,检查是否符合产品规格。

8)清洗。首先利用 NH4OH 和H2O清洗,再使用 HF: H2O(100:1)清洗,最后用超纯净水清洗,得到清洁的表面。

9)淀积USG。通过PECVD淀积一层厚度约为5000A的USG。淀积的方式是利用 TEOS在400°C发生分解反应形成二氧化硅淀积层。目的是隔离 BPSG与上层金属,防止 BPSG中析出的硼和磷扩散影响上层金属,以及修复CMP对表面的损伤。

10)淀积 SiON。利用PECVD淀积一层厚度约200~300A的SiON层,利用硅烷(SiH4)、一氧化二氮(N2O)和 He 在400°C的温度下发生化学反应形成 SiON 淀积。SiON层作为光刻的底部抗反射层(BARC)。图4-78所示为淀积SiON 的剖面图。