湿法蚀刻仍被广泛地应用于当今集成电路制造领域,因其工艺可精确控制薄膜的去除量以及工艺过程中对原材料的损耗较低,在今后很长一段时间内其地位将无法被取代。

      随着工艺尺寸的不断缩小,器件可靠性变得越来越重要,但湿法蚀刻均匀性却逐渐成为提高器件可靠性的一个瓶颈。集成电路工艺技术正进一步向大尺寸晶圆和小尺寸单个器件的方向发展,如何持续保持和提高湿法蚀刻的均匀性是集成电路工艺技术研究中的一个热点。

      湿法刻蚀的设备目前主要有槽式刻蚀机和单片刻蚀机两种,槽式刻蚀机采用浸没式处理,刻蚀反应时硅片完全浸没在药液槽中,表面较均匀,所以其刻蚀均匀性也较好。

      单片刻蚀机采取喷洒式工艺,由于硅片表面的药液层厚度较难控制,所以其刻蚀均匀性相对较差。研究发现,低刻蚀率化学药液的均匀性比高刻蚀率药液好,原因是刻蚀率低的药液反应剧烈程度小,所以容易得到较均匀的表面.在影响湿法刻蚀均匀性的关键因素方面,对于槽式刻蚀机,硅片进出药液槽的时间以及硅片从药液槽到纯水槽的传送速度很关键；对于单片式刻蚀机,硅片的自转转速和喷洒头的运动速度对刻蚀率均匀性影响很大。去离子水清洗方面,加入喷淋和快速排水功能有助于防止二次蚀刻,从而达到提高刻蚀均匀性的目的。

      另外,过量的1号标准液清洗起不到增强清洗的作用,反而会使硅片表面的粗糙度变差,从一个侧面反映了反应时间过长对刻蚀均匀性的影响。湿法刻蚀均匀性对器件性能影响方面,在65纳米逻辑产品上试验和分析了栅氧化层湿法蚀刻工艺均匀性对WAT(wafer acceptance test), CP(chip prober), RE(Reliability)的影响,刻蚀均匀性和WAT直接相关,而对CP和RE的影响不大,这可能是试验用产品的关键尺寸不够小,湿法刻蚀均匀性重要性没有得到充分的体现。

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