掃碼添加微信，獲取更多半導(dǎo)體相關(guān)資料引言表面和亞微米深溝槽的清洗在半導(dǎo)體制造中是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。在這項(xiàng)工作中，使用物理數(shù)值模擬研究了使用脈動(dòng)流清洗毯式和圖案化晶片。毯式晶片清洗工藝的初步結(jié)果與文獻(xiàn)中的數(shù)值和實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合良好。毯式和圖案化晶片的初步結(jié)果表明，振蕩流清洗比穩(wěn)定流清洗更有效，并且振蕩流的最佳頻率是溝槽尺寸的函數(shù)。 介紹微污染是大多數(shù)大規(guī)模生產(chǎn)的超大規(guī)模集成電路的產(chǎn)量損失[1]。傳統(tǒng)上，晶片清洗工作專(zhuān)注于毯式晶圓。然而，化學(xué)和微粒污染自然發(fā)生在圖案化的晶片也是如此。例如，離子注入、反應(yīng)離子蝕刻(RIE)、濕法化學(xué)清洗所有留下的金屬和/或化學(xué)物質(zhì)圖案化晶片表面上的污染物。跟隨許多BEOL過(guò)程、污染物或化學(xué)品可以留在戰(zhàn)壕里。因此，有一個(gè)迫切需要開(kāi)發(fā)有效的清潔技術(shù)并用亞微米尺寸溝槽沖洗晶片表面。蓋爾和布斯納娜研究了兆頻超聲波清洗和用于毯式晶片的清洗工藝提供了一些早期的建模結(jié)果。盡管兆頻超聲波清洗目前被用于圖案化晶片清洗的機(jī)理用于圖案化晶片的兆頻超聲波清洗工藝不是很好理解。本文基于毯式晶片的實(shí)驗(yàn)和數(shù)值研究清洗，去除亞微米級(jí)的污染物使用兆頻超聲波清洗的溝槽使用物理建模。利用控制動(dòng)量和質(zhì)量守恒方程的有限差分解，模擬了濕清洗幾何結(jié)構(gòu)中的流體流動(dòng)和污染物輸運(yùn)。對(duì)流動(dòng)通過(guò)一系列空腔的模擬進(jìn)行了驗(yàn)證，與帕金斯的數(shù)值和實(shí)驗(yàn)結(jié)果非常吻合。 結(jié)果和討論毯式晶圓清洗最初，模擬了兆頻...
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掃碼添加微信，獲取更多半導(dǎo)體相關(guān)資料引言小結(jié)構(gòu)的清洗和沖洗是微電子和納米電子制造中的重要過(guò)程。最新技術(shù)使用“單晶片旋轉(zhuǎn)清洗”，將超純水(UPW)引入到安裝在旋轉(zhuǎn)支架上的晶片上。這是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，其降低水和能源使用的優(yōu)化需要更好地理解過(guò)程的基本原理。本文提出了一個(gè)數(shù)學(xué)模型，它使用了基本的物理機(jī)制并提供了一個(gè)綜合的過(guò)程模擬器。該模型包括流體流動(dòng)，靜電效應(yīng)，以及整體和表面的相互作用。該模擬器被應(yīng)用于研究具有鉿基高k微米和納米結(jié)構(gòu)的圖案化晶片的清洗動(dòng)力學(xué)的特定情況。研究了關(guān)鍵清洗工藝參數(shù)的影響，例如水流速度、晶片旋轉(zhuǎn)速度、水溫、晶片尺寸和晶片中的溝槽位置。在表面處理過(guò)程的設(shè)計(jì)和控制中成功地結(jié)合這種沖洗模擬器將消除對(duì)更昂貴和更費(fèi)時(shí)的外部分析技術(shù)的依賴。半導(dǎo)體和其它納米尺寸器件制造順序中的一個(gè)關(guān)鍵步驟是在襯底(例如硅或介電層)被圖案化和蝕刻后清潔小結(jié)構(gòu)。圖案化晶片的清洗和沖洗是繼許多其它制造步驟之后最常用的工藝。在整個(gè)制造過(guò)程中，它也是最大的用水單位，半導(dǎo)體制造廠的用水量超過(guò)60%[2]。所有現(xiàn)代工廠現(xiàn)在都使用旋轉(zhuǎn)清洗和沖洗設(shè)備，其中超純水(UPW)被引入到安裝在旋轉(zhuǎn)支架上的晶片上。多個(gè)過(guò)程，如解吸和再吸附、擴(kuò)散、遷移和對(duì)流，都是這個(gè)沖洗過(guò)程及其潛在瓶頸的因素。這些過(guò)程中的任何一個(gè)都可能成為漂洗過(guò)程的限速步驟或瓶頸。對(duì)圖案化晶片的旋轉(zhuǎn)清洗的基本原理知之甚少。確保漂洗過(guò)程中的最佳資源利用和周期...
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掃碼添加微信，獲取更多半導(dǎo)體相關(guān)資料介紹對(duì)于集成電路(IC)芯片，焊盤(pán)金屬化是在晶片被切割和芯片被封裝之前的制造過(guò)程中的最后一步。自集成電路工業(yè)開(kāi)始以來(lái)，鋁(Al)一直是使用最廣泛的互連金屬。然而，在過(guò)去十年中，它已被新一代IC的銅(Cu)互連所取代。與鋁不同，銅易受環(huán)境退化的影響，并且由于可靠性問(wèn)題而不能用于金(Au)引線鍵合。因此，對(duì)于Cu互連技術(shù)，IC制造商要么用Al覆蓋Cu，要么用Al 成最后的互連層。本文介紹了使用化學(xué)鍍鎳-磷/鈀(NiP-Pd)來(lái)覆蓋銅焊盤(pán)，而不是用鋁來(lái)覆蓋它。使用無(wú)電工藝覆蓋銅鍵合焊盤(pán)比其他替代方案便宜得多，因?yàn)闊o(wú)電薄膜可以選擇性地沉積在鍵合焊盤(pán)上。這消除了許多步驟，包括光圖案化、蝕刻和清洗。在銅墊上化學(xué)鍍鎳的工作非常有限。然而，近年來(lái)，無(wú)電NiP/無(wú)電Pd (ENEP)、無(wú)電NiP/無(wú)電鍍金(ENIG)或無(wú)電NiP/無(wú)電Pd/浸金被廣泛研究和使用，用于覆蓋引線鍵合應(yīng)用的Al焊盤(pán)以及倒裝芯片應(yīng)用的凸點(diǎn)下冶金。銅覆蓋的無(wú)電鍍工藝提出了許多獨(dú)特的挑戰(zhàn)。無(wú)電鍍工藝中的所有子步驟都必須優(yōu)化，因?yàn)槊總€(gè)步驟都可能導(dǎo)致嚴(yán)重的缺陷問(wèn)題，如腐蝕、表面污染、橋接、臺(tái)階沉積、漏鍍、結(jié)節(jié)和毯式電鍍(圖1)。腐蝕是焊盤(pán)可靠性最關(guān)鍵的問(wèn)題之一，也是本文的重點(diǎn)。圖 1在無(wú)電處理過(guò)程中發(fā)生的兩種類(lèi)型的腐蝕機(jī)制已經(jīng)被確定:腐蝕Cu襯底；和化學(xué)鍍鎳的腐蝕。在這兩種情況下，腐蝕副...
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掃碼添加微信，獲取更多半導(dǎo)體相關(guān)資料引言化合物半導(dǎo)體處理通常使用高密度等離子體蝕刻來(lái)建立通孔金屬接觸，該通孔金屬接觸通常在諸如金(Au)的惰性金屬上停止。蝕刻工藝可以從正面或背面穿過(guò)襯底和/或有機(jī)電介質(zhì)，例如聚酰亞胺或雙苯并環(huán)丁烯(BCB)。蝕刻工藝的固有副產(chǎn)物是形成蝕刻后殘留物，該殘留物包含來(lái)自等離子體離子、抗蝕劑圖案、蝕刻區(qū)域的物質(zhì)混合物，以及最后來(lái)自浸漬和涂覆殘留物的蝕刻停止層(Au)的材料。普通剝離劑對(duì)浸金的蝕刻后殘留物無(wú)效，需要在去除殘留物之前對(duì)金屬進(jìn)行單獨(dú)的KI浸出。本文描述了一種使用普通fab制造工具在單一工藝中同時(shí)去除蝕刻后殘留物的簡(jiǎn)單快速的技術(shù)。 介紹小通孔技術(shù)的發(fā)展?jié)M足了許多器件對(duì)熱傳導(dǎo)和接觸的需求。其中包括用于軍事和衛(wèi)星通信的30-75微米功率GaAs MMIC，以及用于低成本MESFET的高功率、高頻GaAs pa，用于手機(jī)和VSAT應(yīng)用的HBT和pHEMT。[3]雖然這些過(guò)孔中的大多數(shù)都是“鉆”穿晶圓襯底，但它們也存在于電介質(zhì)中，如BCB [4]或聚酰亞胺[5]，器件性能處于較低頻段，因此可以使用非晶材料，而不會(huì)產(chǎn)生諧振頻率效應(yīng)。此外，將正面電介質(zhì)層與背面鍍金相結(jié)合增加了襯底強(qiáng)度，這有利于減薄為了有效的蝕刻速率和可接受的各向異性控制，可以通過(guò)使用包含Ar和BCl3/Cl2的氣體混合物的反應(yīng)離子蝕刻(RIE)或電感耦合等離子體(ICP ),在GaA...
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掃碼添加微信，獲取更多半導(dǎo)體相關(guān)資料初始屏蔽檢查對(duì)蝕刻工藝的良好理解始于理解初始掩模輪廓，無(wú)論是光致抗蝕劑還是硬掩模。掩模的重要參數(shù)是厚度和側(cè)壁角度。如果可能，對(duì)橫截面進(jìn)行SEM檢查，以確定適用于您的蝕刻步驟的不同特征尺寸的側(cè)壁角度。對(duì)于大特征和非關(guān)鍵蝕刻，可能只需要測(cè)量掩模厚度。檢查抗蝕劑掩模是否需要去渣。一般來(lái)說(shuō)，通過(guò)去除顯影步驟留下的有機(jī)殘留物，去渣將使蝕刻步驟在每次運(yùn)行之間更加一致。在某些情況下，不管曝光和顯影時(shí)間如何，這種殘留物都會(huì)殘留，并且去渣步驟是蝕刻工作所必需的步驟。二氧化硅上的AZ抗蝕劑的例子如下:要測(cè)量掩模厚度，您可以使用橫截面掃描電鏡和補(bǔ)充軟件。此外，對(duì)于透明薄膜，如光致抗蝕劑和電介質(zhì)，您可以使用反射計(jì)或橢偏儀工具。掩模的初始厚度很重要，因?yàn)槲g刻過(guò)程的結(jié)果稱為選擇性，定義為材料對(duì)掩模的蝕刻速率。如果你選擇的工藝的選擇性很差，你將不能蝕刻到你的材料很深，或者你可能需要一個(gè)更厚的掩模。另一方面，對(duì)于某些工藝，例如深硅蝕刻，對(duì)于適當(dāng)選擇的掩模，選擇性可能非常高，超過(guò)100比1。 工具選擇蝕刻工具是高度專(zhuān)業(yè)化的，每種工具都有自己的一套工藝氣體、材料和樣品尺寸限制。為您的工藝選擇合適的樣品并確保您的設(shè)備符合材料限制非常重要。在蝕刻過(guò)程中使用錯(cuò)誤的材料會(huì)破壞你自己的工藝，也會(huì)污染以后的工具。將腔室恢復(fù)到初始狀態(tài)可以使整個(gè)蝕刻室停工一整天來(lái)清潔污染物。使用下表作為...
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掃碼添加微信，獲取更多半導(dǎo)體相關(guān)資料引言高效交叉背接觸(IBC)太陽(yáng)能電池有助于減少太陽(yáng)能電池板的面積，從而為家庭消費(fèi)提供足夠的能量。我們認(rèn)為，借助光阱方案，適當(dāng)鈍化的IBC電池即使厚度小于20μm也能保持20%的效率。在這項(xiàng)工作中，使用光刻和蝕刻技術(shù)將晶體硅(c- Si)晶片深度蝕刻至厚度小于20 μm。使用SPR 220-7.0和SU-8光刻膠，使用四甲基氫氧化銨(TMAH)濕法各向異性蝕刻和基于等離子體的反應(yīng)離子蝕刻(RIE)。二氧化硅用作TMAH蝕刻的制造層。4英寸c-Si晶片的TMAH蝕刻在80℃的溫度下進(jìn)行8小時(shí)。使用SF6作為反應(yīng)氣體，對(duì)四分之一4英寸c-Si晶片進(jìn)行RIE 3小時(shí)。開(kāi)發(fā)了用于SU-8光致抗蝕劑沉積的基線光刻工藝流程。TMAH蝕刻技術(shù)的蝕刻速率在0.3-0.45微米/分鐘的范圍內(nèi)，反應(yīng)離子蝕刻的蝕刻速率在1.2-1.8微米/分鐘的范圍內(nèi)。反應(yīng)離子蝕刻顯示出獲得更小厚度尺寸的能力，具有比TMAH蝕刻技術(shù)更大的優(yōu)勢(shì)。 介紹能源被認(rèn)為是未來(lái)五十年人類(lèi)面臨的頭號(hào)問(wèn)題。據(jù)估計(jì)，太陽(yáng)能在一小時(shí)內(nèi)顯示出供給的潛力，其能量足以滿足世界一年的能源需求總量[2]。光伏產(chǎn)業(yè)面臨的一個(gè)主要挑戰(zhàn)是以與化石燃料相比具有競(jìng)爭(zhēng)力的成本產(chǎn)生足夠量的能量。這個(gè)因素取決于對(duì)高效光伏設(shè)備和降低制造成本的需求[3]。據(jù)報(bào)道，較高效率的太陽(yáng)能電池比使用晶體硅材料的市售太陽(yáng)能電池的效率高...
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掃碼添加微信，獲取更多半導(dǎo)體相關(guān)資料引言討論了一種高速率各向異性蝕刻工藝，適用于等離子體一次蝕刻一個(gè)晶片。結(jié)果表明，蝕刻速率主要取決于Cl濃度，而與用于驅(qū)動(dòng)放電的rf功率無(wú)關(guān)。幾種添加劑用于控制蝕刻過(guò)程。加入BCl以開(kāi)始蝕刻，加入CHCI以控制各向異性。大量的氦有助于光致抗蝕劑的保存。已經(jīng)進(jìn)行了支持添加劑作用的參數(shù)研究。高速率各向異性等離子體蝕刻工藝對(duì)于提高加工VLSI晶片器件的機(jī)器的效率非常重要。這篇論文描述了這樣一種用于以高速率( 5000埃/分鐘)蝕刻鋁的工藝，并且沒(méi)有底切，甚至沒(méi)有過(guò)蝕刻。先前已經(jīng)報(bào)道了使用許多含氯化合物的等離子體在平行板反應(yīng)器中對(duì)鋁進(jìn)行各向異性蝕刻的工藝，包括CCL、bcl和CU/BCS混合物(1-7)。然而，據(jù)報(bào)道，這些蝕刻工藝都沒(méi)有同時(shí)具有高蝕刻速率( 2500/min)和在過(guò)蝕刻過(guò)程中沒(méi)有底切。鋁的蝕刻似乎包括兩個(gè)過(guò)程:天然氧化鋁層的去除和鋁的蝕刻。據(jù)報(bào)道，使用BCS有助于去除氧化層，但是單獨(dú)使用BCS蝕刻鋁相對(duì)較慢。然而，銅和BCS的混合物:發(fā)現(xiàn)以高速率(1.2 p/min)蝕刻鋁，但各向同性。各向異性蝕刻可以用這種混合物在高蝕刻速率(4000埃/分鐘)下實(shí)現(xiàn)，然而，在這種情況下，在過(guò)蝕刻期間通常會(huì)導(dǎo)致底切。通過(guò)添加CHC/3等物質(zhì)，各向異性蝕刻是可能的。這種添加被認(rèn)為以類(lèi)似于用CCLi蝕刻的方式保護(hù)側(cè)壁，其中觀察到鋁的各向異性蝕刻與在蝕刻的鋁邊緣...
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掃碼添加微信，獲取更多半導(dǎo)體相關(guān)資料引言開(kāi)發(fā)了一種新的濕法清洗配方方法，其錫蝕刻速率在室溫下超過(guò)30/min，在50°c下超過(guò)100/min。該化學(xué)品與銅和低k材料兼容，適用于銅雙鑲嵌互連28 nm和更小的技術(shù)節(jié)點(diǎn)應(yīng)用。該化學(xué)品提供了在單晶片工具應(yīng)用的清洗過(guò)程中原位控制錫拉回或者甚至完全去除錫掩模的途徑。這些化學(xué)品不含NH4OH或TMAH，因此非常方便用戶使用。 介紹隨著技術(shù)節(jié)點(diǎn)發(fā)展到45納米和更小，半導(dǎo)體器件尺寸的減小使得實(shí)現(xiàn)過(guò)孔和溝槽的關(guān)鍵輪廓控制更具挑戰(zhàn)性。IC公司正在研究使用金屬硬掩模來(lái)提高對(duì)低k材料的蝕刻選擇性，從而獲得更好的輪廓控制。為了獲得高產(chǎn)量和低電阻的互連，在下一個(gè)工藝步驟之前，必須去除側(cè)壁上的聚合物和在蝕刻過(guò)程中產(chǎn)生的通孔底部的顆粒/聚合物殘留物。如果清洗溶液還能夠蝕刻TiN硬掩模以形成拉回/圓角形態(tài)，這將是有益的。這將防止低k值的彎曲或硬掩模的底切，使得能夠可靠地沉積阻擋金屬、銅籽晶層和銅填充。將這一概念更進(jìn)一步，通過(guò)消除對(duì)阻擋層CMP的需要，完全去除金屬硬掩?？梢詾橄掠喂に嚕貏e是CMP提供許多好處。為了實(shí)現(xiàn)這兩個(gè)目標(biāo)，清洗溶液必須與低k和Cu相容，同時(shí)能夠去除所有蝕刻副產(chǎn)物和殘留物。已經(jīng)探索了許多去除這些蝕刻殘留物的方法。使用氫氧化銨-過(guò)氧化氫-水混合物和四甲基氫氧化銨(TMAH) -過(guò)氧化氫-水混合物進(jìn)行錫蝕刻的研究已經(jīng)進(jìn)行。還報(bào)道了...
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掃碼添加微信，獲取更多半導(dǎo)體相關(guān)資料引言新的微電子產(chǎn)品要求硅(Si)晶片變薄到厚度小于150 μm。機(jī)械研磨仍然會(huì)在晶片表面產(chǎn)生殘余缺陷，導(dǎo)致晶片破裂，表面粗糙。因此，化學(xué)蝕刻方法主要用于生產(chǎn)具有所需厚度的光滑表面的可靠薄晶片。本文研究了在硝酸和氫氟酸的混合溶液中，不同濃度的硝酸對(duì)硅片總厚度和重量損失、腐蝕速率、形貌和結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明，總厚度和失重率隨著硝酸濃度和腐蝕時(shí)間的增加而增加。硝酸濃度越高，蝕刻速度越快，蝕刻時(shí)間越長(zhǎng)，蝕刻速度越慢。隨著腐蝕時(shí)間和硝酸濃度的增加，光學(xué)顯微鏡觀察到更光滑、更清晰的均勻硅表面圖像。XRD分析表明，腐蝕后硅片的強(qiáng)度比純硅片的強(qiáng)度高，這可能表明腐蝕后硅片表面更光滑。本研究的發(fā)現(xiàn)對(duì)于生產(chǎn)集成電路制造中關(guān)鍵的可靠的、理想的硅晶片具有重要的參考價(jià)值。 介紹薄晶片已經(jīng)成為各種新型微電子產(chǎn)品的基本需求。這些產(chǎn)品包括功率器件、分立半導(dǎo)體、光電元件和用于射頻識(shí)別(RFID)系統(tǒng)的集成電路。微觀世界的新概念機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)器件要求將晶片減薄到厚度小于150 μm。由于其高減薄率，機(jī)械研磨是最常用的晶片減薄技術(shù)。市場(chǎng)上可買(mǎi)到的研磨系統(tǒng)通常采用兩步法，首先以高速(5米/秒)進(jìn)行粗磨，然后以較低的速度(1米/秒)進(jìn)行細(xì)磨，以去除大部分粗磨步驟產(chǎn)生的損壞層。然而，在晶片表面附近仍然存在缺陷帶。該缺陷區(qū)的厚度取決于磨削條件。殘余缺陷會(huì)在變薄的晶片中產(chǎn)生應(yīng)力，...
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掃碼添加微信，獲取更多半導(dǎo)體相關(guān)資料介紹TiN硬掩模(TiN-HM)集成方案已廣泛用于BEOL圖案化，以避免等離子體灰化過(guò)程中的超低k (ULK)損傷。隨著技術(shù)節(jié)點(diǎn)的進(jìn)步，新的集成方案必須被用于利用193 nm浸沒(méi)光刻來(lái)圖案化80 nm間距以下的特征。特別是，為了確保自對(duì)準(zhǔn)通孔(SAV)集成，需要更厚的TiN-HM，以解決由光刻-蝕刻-光刻-蝕刻(LELE)未對(duì)準(zhǔn)引起的通孔-金屬產(chǎn)量不足和TDDB問(wèn)題。由于結(jié)構(gòu)的高縱橫比，如果不去除厚的TiN，則Cu填充工藝明顯更加困難。此外，使用TiN硬掩模時(shí)，在線蝕刻和金屬沉積之間可能會(huì)形成時(shí)間相關(guān)的晶體生長(zhǎng)(TiCOF)殘留物，這也會(huì)阻礙銅填充。在線蝕刻之后的蝕刻后處理是該問(wèn)題的一個(gè)解決方案，但是N2等離子體不足以有效地完全抑制殘留物，并且中提出的CH4處理可能難以對(duì)14 nm節(jié)點(diǎn)實(shí)施，因此有效的濕法剝離和清潔提供了更好的解決方案。開(kāi)發(fā)了利用無(wú)銅暴露的SiCN保留方案去除厚TiN-HM的方法，并顯示出良好的電氣和可靠性性能，但仍有降低工業(yè)挑戰(zhàn)成本的空間。在本文中，我們通過(guò)使用一體化濕法方案圖1作為解決這些問(wèn)題的替代方法，展示了厚錫-HM去除工藝，重點(diǎn)關(guān)注實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)的以下標(biāo)準(zhǔn)(如表1所示)。 結(jié)果和討論首先，為了達(dá)到目標(biāo)值( 200/min)，研究了每種產(chǎn)品的錫蝕刻速率的溫度依賴性。圖2顯示了錫蝕刻速率和從每個(gè)斜率計(jì)算的活化能(E...
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