《集成电路制造工艺与工程应用》第十三讲.pptxVIP

第十三讲：亚微米前段工艺制程技术;内容;有源区工艺

LOCOS隔离工艺;有源区工艺：通过刻蚀的方式保留氮化硅保护器件的有源区，因为在后续的LOCOS中，没有氮化硅保护的区域会通过热氧化生成很厚的氧化硅层形成氧化隔离。

去除隔离氧化层。湿法刻蚀利用一定比例的HF、NH4F和H2O去除隔离氧化层。?

清洗。将晶圆放入清洗槽中，清洗槽的溶液是一定比例的NH4OH、H2O2和H2O，得到清洁的硅表面，防止硅表面的杂质在生长前置氧化层时影响氧化层的质量。;生长前置氧化层。利用炉管热氧化生长一层厚度约200?~300?的前置二氧化硅薄膜，称为前置氧化层（PADOxide），它是干氧氧化法。目的是缓解后续步骤淀积Si3N4层对衬底的应力，因为衬底硅的晶格常数与Si3N4的晶格常数不同，直接淀积Si3N4会形成位错，较厚的氧化层可以有效地减小Si3N4层对衬底的应力。如果太薄，会托不住Si3N4，如果Si3N4层的应力超过衬底硅的屈服强度就会在衬底硅中产生位错。也不能太厚，否则会在LOCOS热氧化时造成严重的鸟嘴效应?。;淀积Si3N4层。利用LPCVD淀积一层厚度约1500?~1600?的Si3N4层。它是场氧化的遮蔽层，也是场区离子注入的阻挡层。;淀积SiON层。利用PECVD淀积一层厚度约200?~300?的SiON层。SiON层作为光刻的底部抗反射层(BARC),BARC在衬底和光刻胶之间，由高消光材料组成，可以吸收穿过光刻胶层的光线，可以降低光刻工艺中的驻波效应。;AA光刻处理。通过微影技术将AA掩膜版上的图形转移到晶圆上，形成AA的光刻胶图案，AA区域上保留光刻胶。第零层作为AA光刻曝光对准。;量测AA光刻的关键尺寸（CriticalDimension-CD）。收集刻蚀后的AA关键尺寸数据，检查AA关键尺寸是否符合产品规。

量测AA套刻。收集曝光之后的AA与第零层的套刻数据。

检查显影后曝光的图形。;AA干法刻蚀。干法刻蚀利用Ar和CF4形成等离子浆去除没有光刻胶覆盖的Si3N4，刻蚀停在前置氧化层防止损伤硅衬底，形成AA区域的图形。

;去光刻胶。通过干法刻蚀和湿法刻蚀去除光刻胶。

量测AA刻蚀关键尺寸。收集刻蚀后的AA关键尺寸数据，检查AA关键尺寸是否符合产品规。

检查刻蚀后的图形???如果有重大缺陷，将不可能返工，要进行报废处理。

去除氧化层。湿法刻蚀用一定比例的HF、NH4F和H2O去除前置氧化层。

;LOCOS隔离工艺：是指以氮化硅为遮蔽层实现硅的选择性氧化，在器件有源区之间嵌入很厚的氧化物，从而形成器件之间的隔离，这层厚厚的氧化物称为场氧。利用LOCOS隔离工艺可以改善寄生场效应晶体管和闩锁效应。由于LOCOS隔离工艺存在鸟嘴效应和白带效应，所以LOCOS隔离工艺在深亚微米工艺技术的应用受到很大限制。

清洗。将晶圆放入清洗槽中，清洗槽的溶液是一定比例的NH4OH、H2O2和H2O，得到清洁的硅表面，防止硅表面的杂质在生长LOCOS场氧时影响氧化层的质量。;生长LOCOS场氧。利用炉管热氧化生长一层厚度约4500?~5500?的二氧化硅，它是湿氧氧化法，因为湿氧氧化法的效率更高。Si3N4阻挡了氧化剂的扩散，使Si3N4下面的硅不被氧化，Si3N4的顶部也会生长出一层薄的氧化层。LOCOS场氧可以有效的隔离NMOS与PMOS，改善寄生场效应晶体管和闩锁效应问题。;湿法刻蚀去除Si3N4。因为Si3N4的顶部也会形成一层薄的氧化层，所以首先要去除该氧化层。首先利用HF和H2O（比例是50：1）去除氧化层，再用180℃浓度91.5%的H3PO4与Si3N4反应去除晶圆上的Si3N4。该热磷酸对热氧化生长的二氧化硅和硅的选择性非常好，通过改变磷酸的温度和浓度可以改变它对热生长的二氧化硅和硅的选择性。;湿法刻蚀去除前置氧化层。湿法刻蚀用一定比例的HF、NH4F和H2O去除前置氧化层。;谢谢