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POLY P0LYCIDE腐蚀工艺简介 CRITICALDEVICEREQUIRMENTSFORPOLYSILICONETCHING HighselectivitytogateorcapacitordielectricHighfidelitymaskreplication CDcontrol HighselectivitytoPhotoresist NoundercuttingProfilecontrol Anisotropicwithoutcholorocarbonchemistry Nore entrance Residuefree Nofilamentsorresiduesalongtopography NoredepositionGateoxideintegrityProcessrepeatability POLYSILICON MaybedopedwithBoron P orwitharsenicorphosphorous n Conductivematerial resistancevarieswithdopantlevelWithstandshighertemperaturesStableinterfacewithSiO2UsedasgateelectrodeinMOSdevices ConductorsResistorsOhmiccontacttoshallowjunctionsGoodforcapacitors ISSUESTHATEFFECTPOLYSILICONETCH TOPOGRAPHYDictatesamountofoveretchrequired whichinturnaffectsprofile CDcontrolandremainingoxide DOPINGLEVEL DOPINGUNIFORMITYAffectsetchrate uniformity andselectivity PHOTORESISTPRE ETCHPROFILEAffectspost etchprofileandCDcontrol PERCENTEXPOSEDAREACanresultindifferencesinprofileanduniformity PHOTORESISTPATTERNATEDGEOFWAFERStronglyaffectsuniformityofetchrate POLYSILICONETCHCRITERIA 1 POST ETCHSIDEWALL2 STRINGERS3 MICROLOADING4 UNIFORMITY5 PROFILE CDCONTROL6 SELECTIVITYTOOXIDE7 POLYSI PRSELECTIVITY PROFILE PROFILEDEFNINTIONSWhyisprofilecontrolimportant PROFILEDEFNINTIONS Whyisprofilecontrolimportant GateetchfollowedbyLDDSpacer Spacerwidthcontrolisthelightly dopeddraindopantdistribution Ifthegateistapered thethicknessofthespaceratthebottomofthegatechanges thereforechangingtheLDDregion Salicide Self alignedsilicide applications Iftheprofileisslopedandthespacerthereforethinned siliconcandiffusethroughthethinnerareas Thiswillleadtoshortslaterinprocessing Allapplications Anundercutorre entrantprofilemakesdielectricstepcoveragedifficult possiblyleadingtovoids Thiscanalsocausestringerproblemsdownthelineinfutureprocessingsteps POLY2 etc Allapplications Anundercutorre entrantprofileeffectsthedeviceperformance CDCONTROL DefinitionofCDcontrolWhyisCDcontrolimportant DefinitionofCDcontrol WhyisCDcontrolimportant SubmicronPOLYSIGates Intransistors thebreakdownvoltagechangesdramaticallywithsmallchangesinCDcontroloftransistorperformancerequirestightCDcontrol Lessimportantoninterconnectapplications SinceitisknownthathigherlevelsofPolySitypicallyrequirelongeroveretches allowanceismadeintothedevicedesignforCDloss AllgatesneedtohavethesameCD consistentfromtransistor ProfilevariationcanleadtoCDvariation POLY腐蚀工艺 POLYETCHPROCESS 1 目前6 线上POLY工艺主要有两种 一种是磷掺杂工艺 方块电阻为20 5 或40 90 的POLY SI 其下面的栅氧厚度根据产品要求各有不同 目前线上较为常见的结构是4200A的POLY 125 150AGOX 另一种是POLY淀积之后 经注入掺杂 其掺杂浓度一般较扩散掺杂浓度要高 方块电阻较低 故腐蚀时的速率较慢 过腐蚀时间也要求长些 POLYETCHPROCESS STEP1 BREAKTHROUGHSTEP OPTIONAL CF4主要用于STEP1 以去除POLY表面的一层自然氧化层 有时在POLY光刻之前如有一步HFDIP STEP1可以不做 STEP2 MAINETCHSTEP OPTICALEMISSIONENDPOINT 一般来说 POLY Si刻蚀主要采用CL基气体作为刻蚀剂 P5000使用了CL2和HBr 其中CL2是主要反应气体 HBr是第二反应物 HBr不但与Si发生反应 生成不易挥发的SiBrx 淀积在POLY SI的侧壁 有效屏蔽横向腐蚀 它还能与光刻胶反应 生成聚合物 保护光刻胶 提高多晶硅对光刻胶的选择比 CL原子与SI发生化学反应生成可挥发的SiCLx化合物 其反应方程式为 Si XCLSiCLxSi XBrSiBrx STEP3 OVERETCHSTEP Usedtoclearanypolyremainingduetonon uniformityofetchortotopography 在P5000 POLY腐蚀工艺中加入He O2的混合气体 能有效提高POLY对SiO2的选择比 6 工艺中栅氧较薄 Attention 腐蚀之后要求测量残氧厚度 除了按照检查文件检查POLY腐蚀是否干净以及其他异常外 残氧的大小可以反应POLY腐蚀的情况 由于6 POLY腐蚀后的聚合物较重 腐蚀后测量残氧一般都会偏大 有的甚至比栅氧还厚 但是如果残氧过于偏大 如比栅氧厚度大出50埃以上 则有可能是腐蚀未净或设备发生异常 此时应及时通知工艺人员或设备人员检查设备状况 POLY腐蚀后的圆片在POLY条的边缘或图形中会有一些有规则形状的聚合物 此为正常现象 经去胶清洗后即会消失 不影响质量 SILICIDE Asilicideisarefractorymetal typicallyW Ti MoorTa thatiscompoundedwithsiliconinaratioofapproximately1 2 SilicideoffertheadvantagesofdecreasinggateresistancewhencomparedwithpolysiliconandMOSprocesscompatibility SILICIDEPROCESSINCSMC HJ 目前在CSMC HJPOLYCIDE工艺主要采用WSI POLY的复合栅结构 通常为125AGOX 1500APOLY 1000AWSI 在腐蚀工艺菜单中我们对WSI和POLY逐层进行腐蚀 WSI的腐蚀气体为SF6 POLY的腐蚀气体为HBr和CL WSI主腐蚀的SEL为WSI POLY 0 5 1 POLY主腐蚀的SEL约为POLY OX 11 1 两步主腐蚀均采用终点控制 在进行POLYCIDE腐蚀时 有时会出现在最大时间内未找到终点的现象 此时可按OCAP文件进行处理 参阅 公共资料 QS9000受控文件