对晶圆钴淀积预处理中光阻吸附问题的研究

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在对现行所有不同线宽形成钴的工艺中,都会在钴淀积前做氧化层的去除以保证在后续的钴淀积能顺利完成,从而形成良好的CoSi2。但是在用氢氟酸去除氧化层的同时经常会受到外来缺陷(光阻吸附)的影响。外来缺陷(光阻吸附)的污染直接后果是造成后续的钴淀积不上,而钴淀积不上形不成良好的硅化钻是引发良率损失的主要原因,良率损失达到5%~10%。因此研究解决在氧化层去除时产生的缺陷问题,对于提高晶圆的良率具有很高的理论和应用价值。本文以实验为基础,通过实践与理论相结合,对光阻吸附缺陷的结构特点,形成机理,去除方法进行了深入的探讨与研究。本文针对在半导体制造过程中对光阻吸附(Photo resist re-deposition)缺陷(Defect)的在线检测问题提出在光学显微镜下判别PR re-dep defect的方法,介绍了PR re-dep defect在电子显微镜下结构以及组成成分特点。设计了复制PR re-dep defect的实验,并根据实验结果提出在半导体制造过程中PR re-dep defect形成的三个必要因素:a.光阻残留物;b大剂量和高能量离子注入;c加工晶圆数量。本文对PR re-depdefect的形成机理进行了推论,提出光阻吸附原理:大量的光阻残留物经过产品带入湿法蚀刻HF槽内,HF槽的过滤器过滤不了太大量的光阻,经过高能量、大剂量离子注入的晶圆在进入HF槽作钴淀积前的氧化层去除是吸附了光阻残留物,这就形成了PR re-dep defect。本文根据实际出发,提出了对晶圆钴淀积预处理中光阻吸附问题的解决方案,即在产品进入HF槽做氧化层去除前用旋转湿法清洗先去除一部分缺陷,然后在氧化层去除之后增加SCl湿法清洗保证晶圆表面的清洁。本文通过扫描电子显微镜确认晶圆表面缺陷数量,以及通过晶圆可接受性测试和良率测试来确认了这种方法的有效性及安全性。通过本文的工作,从根本上解决了对钴淀积前PR re-dep defect这一工艺缺陷的检测,去除的问题,避免了晶圆钴淀积预处理中光阻吸附问题造成的损失(每片约5%~10%的良率损失),大大节约了生产成本。
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