0118 process intruduction.docx
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0118processintruduction
1.ZEROOXIDE的作用是什么?
第一是为后序的ZEROPHOTO时做PR的隔离,防止PR直接与Si接触,造成污染。
PR中所含的有机物很难清洗。
第二,WAFTERMARK是用激光来打的,在Si表面引致的融渣会落在OXIDE上,不
会对衬底造成损伤。
第三是通过高温过程改变Si表面清洁度。
2.ZEROPHOTO的目的是什么?
WAFTERMARK是否用光照?
ZEROPHOTO是为了在Si上刻出精对准的图形,ASMLsteppersystemrequiresazeromarkforglobalalignmentpurpose。
WAFTERMARK不用光照,用LASER刻出WAFTER的刻号。
3.STI PADOXIDE的作用是什么?
厚薄会有什么影响?
用什么方法生长?
NITRIDE的应力很大,直接淀积到SI上会在SI表面造成位错,所以需要一层OXIDE
作为缓冲层,同时也作为NITRIDEETCH时的STOPLAYER。
如果太薄,会托不住NITRIDE,对衬底造成损伤,太厚的话在后序生长线氧时易形成鸟嘴。
PADOXIDE是用湿氧的方法生长的。
4.STI NITRIDE的作用是什么?
为什么要精确它的厚度?
NITRIDE是作为STICMP的STOPLAYER。
NITRIDE的厚度要精确控
制,一方面与PADOXIDE,SiON,ARC的厚度相匹配,很好的控制exposure时的折射率,厚度为1625A时的CDcontrol最好;另一方面与BIRD’SBEAK的形成有关。
如果NITRIDE太厚,BIRD’SBEAK会减小,但是引入Si中的缺陷增加;如果加厚PADOXIDE,可减小缺陷,但BIRD’SBEAK会增加。
5.在STIETCH中SION的作用是什么?
在整个0.18umSRAMFLOW中SION厚度有几个?
STIETCH之前DEP了一层SION,目的是为了降低NITRIDE的反射率,作为ARC。
在
整个0.18umSRAMFLOW中SION的厚度有3个:
320A,400A,600A。
6.在STIHDP前LINER-OXIDE的作用是什么?
LINEROXIDE是用热氧化的方法生长的。
一方面在STIETCH后对SI会造成损伤,生
长一层LINEROXIDE可以修补沟道边缘Si表面的DAMAGE;在HDP之前修复尖角,减小接触面,同时HDPDEPOXIDE是用PLASMA,LINEROXIDE也作为HDP时的缓冲层。
7:
HDPDEP原理?
A:
在CVD的同时,用高密度的PLASMA轰击,防止CVD填充时洞口过早封死,产生空洞现象,因为有PLASMA轰击,所以HDP后要有RTA的步骤。
8:
为什么HDPDEP后要有RTA?
A:
因为HDP是用高能高密度的PLASMA轰击的,因此会有DAMAGE产生,要用RTA来消除。
9:
为什么在STICMP前要进行ARPHO和ETCHBACK?
A:
ARPHO就是用AAPHO的反版在HDPCVD生长的OXIDE上形成图示形状,先用DRY方法去掉大块的OXIDE,使CMP时能将OXIDE完全去掉
10:
在STICMP后OXIDE的表面要比NITRIDE的低?
A:
NITRIDE的硬度较大,相对来说OX的研磨速率更高,因此STI CMP会有一定量的Dishing.
11:
为什么在CMP后进行CLN?
用什么药剂?
A:
CMP是用化学机械的方法,产生的PARTICLE很多,所以要CLN。
使用药剂如下:
SPM+HF:
H2SO4:
H2O2去除有机物质
HPM:
HCL:
H2O2:
H2O去除金属离子
APM:
NH4OH
HF去除自然氧化层
12:
SACOX的作用?
为什么要去除PADOX后才长SACOX,而不直接用PADOX?
A:
因为经过上面一系列的PROCESS,SILICON的SURFACE会有很多DAMAGE,PADOX损伤也很严重,因此要去掉PADOX后生长一层OXIDE来消除这些DAMAGE,同时SACOX也避免PR与SI的表面直接接触,造成污染。
也为下一步的IMP作阻挡层,防止离子IMP时发生穿隧效应。
13、APM,SPM,HPM的主要成分,除何种杂质;HF的作用。
APMNH4OH:
H2O2:
H2O=1:
1:
5SC1
主要去除微颗粒,可除部分金属离子。
HPMHCL:
H2O2:
H2O=1:
1:
6SC2
主要作用是去除金属离子。
SPMH2SO4:
H2O2=4:
1
主要作用是去除有机物(主要是残留光刻胶)。
HF的主要作用是去除OX。
14、WELLIMP中需要注入几次,每次IMP的位置大致怎样?
0.18UM制程中WELLIMP有三次:
WELLIMP注入的位置最深,用以调节井的浓度防止Latch-up效应。
CHANNELIMP位置较浅,加大LDD之下部位的WELL浓度,使器件工作时该位置的耗尽层更窄,防止器件PUNCHTHROUGH。
VT注入,靠近器件表面,调节器件的开启电压。
15、什么是PUNCHTHROUGH,为消除它有哪些手段?
PUNCHTHROUGH是指器件的S、D因为耗尽区相接而发生的穿通现象。
S、D对于SUB有各自的耗尽区。
当器件尺寸较小时,只要二者对衬底的偏压条件满足,就可能发生PUNCHTHROUGH效应。
这样,不论GATE有无开启都会有PUNCHTHROUGH产生的电流流过S、D。
在制程中,采用POCKET和CHANNELIMP来加大容易发生PUNCHTHROUGH位置的SUB浓度,从而减小器件工作时在该处产生的耗尽层宽度以达到避免PUNCHTHROUGH发生的效果。
16、为什么要进行DUALGATEOX,该OX制程如何?
GATEOXETCH方式怎样?
在工艺中,为了满足不同的开启电压要求设计了两样GATEOX。
工作电压为3.3V(外围)的需要GATEOX的较之1.8V为厚。
SACOXIDEREMOVE
GATE1OX生长50AOX
DUALGATEOXIDEPHOTO
GATEOXIDEETCH/CRS将1.8V器件处的GOX去掉
GATE2OX
POLYDEPOSITION
在DUALGATEOXIDEPHOTO之后的ETCH要去除1.8V的GATEOX1,然后两边(3.3V、1.8V)同时生长OX,形成70A、32A的DUALGATE结构。
17、为什么用UNDOPE的多晶?
掺杂POLY(一般指N型)在CMOS工艺中会对PMOS的VT有较大影响,而UNDOPE的掺杂可以由后面的S、D的IMP来完成,容易控制。
18解释HOTCARRIEREFFECT,说明LDD的作用。
当MOSFET通道长度缩小时,若工作电压没有适当的缩小,通道内的电场会增大,靠近电极处最大,以至于电子在此区域获得足够的能量,经过撞击游离作用,产生电子-空穴对。
这些电子空穴对有的穿过氧化层形成门极电流,有的留在氧化层内影响开启电压。
同时也使得表面的迁移率降低。
LDD的轻掺杂使横向电场强度减小,热载流子效应被降低。
19.为什么PLH、NLH无pocketIMP?
在0.18µmLOGICDUALGATE制程中,GATE1是0.35µm,其尺寸较宽,其下面的沟道也较宽,也就不会产生p-th现象,所以不需要进行pocketIMP来进行调整。
20.Nitridespacer的特点?
为什么要做成这种结构?
若是O-N结构会有什么影响?
Nitridespacer是怎样Etch的?
先用热氧化法于700℃下生长一层150Å左右的liningTEOS作为的ETCHNITRIDE的STOPLAYER,也作为Nitride的缓冲层,减少Nitride对Si的应力。
然后再deposition一层SIN(300Å左右),这是主要的,但不能太厚,太厚会对下层LiningTEOSStructure造成损伤,即LiningTEOS会支撑不住。
但是Spacer又要求有一定的厚度,所以在Nitride的上面还要在Dep一层TEOS(1000ű100Å),这样就形成了O-N-O结构。
Spaceretch时先干刻到LiningTEOS上停止,再用湿刻的方法刻蚀LiningTEOS,但是并没有完全去掉,经过OxideStriping后liningoxide还有的50Å作为SN+,SP+-的IMP的掩蔽层。
22.为何要将SP+-的IMPRTAAnnealing推至SABDep之后?
主要防止Borron从Wafer表面溢出。
23.SAB的作用?
SalicideBlock
首先,在不需要Salicide的地方防止产生Salicide,做电阻时。
其次,ESD的保护电路上不需要做Salicide.而且SAB有防止S/D的杂质从表面析出。
24.Salicide在两次退火过程中形成物质的特点?
在Salicide形成过程中为何要两次RTA?
TiN(200Å)的作用。
Salicide过厚或者过薄有何影响。
第一次在500℃下退火,在S/D以及Poly上面形成Co2Si,这样会把表面的Si固定住,从而防止其沿着表面流动,这样形成的Co2Si.Salicide的电阻较大,再经过一次RTA(850℃)后Co2Si→CoSi2,电阻率下降,若经过一次退火,Poly和S/D中的Si会扩散到sidewall上,从而在侧墙上也会形成CoSi2,这样就会把Poly与D,S连接起来,造成短路。
由于Co在高温时易结块,在Si&POLY表面覆盖不均匀,影响Salicide的质量表面盖一层TiN将Co固定。
Salicide过薄,电阻较高,在ETCH时O/E容易刻穿无法形成欧姆接触。
过厚则可能使整个S,D都形成Salicide。
25.在POLYETCH后要进行POLYRe-Oxidation的作用?
修补ETCH后对GOX造成的damage.PolyETCH过程中要注意控制CD,并且所用药品的RECIPE要对OX的选择比要足够大。
27.SABP-TEOS的作用?
SABP-TEOSSub-AtmosphericBPTEOS好处goodgap-fillingand平坦化,trapNa+,LowerReflowTemperature,Reflow后降低wafer表面的高度差,结构变得比较致密。
28.为什么在SABP-TEOS上要DEP一层PETEOS.?
ThemainpurposeisforCMP,BPSG的研磨速率慢,BPSG的硬度过小在后一步的CMP时容易造成划伤,加上一层PETEOS减小划伤。
29.CONTACTGLUELAYER各层的生长方式及主要作用?
GLUELAYER层为Ti/TiN,Ti使用IMP的方法生长,用来作为Dielectric-layer与W之间的
GluelayerTi的粘连性好,TiN作为阻挡层,防止上下层材料的交互扩散,而且Ti与WF6反应会发生爆炸
30thefunctionofsilicideannealingaftercontactgluelayerdep?
使Ti转化为silicide减小阻值,增加粘连性,并且修补损伤。
31.为什么要用W-PLUG?
在传统的溅射工艺中,铝的淀积容易出现阶梯覆盖不良的问题,因此不适合用于较高集成度的VLSI的生产中。
相对来说W的熔点高,而且相对其他高熔点金属导电性好,且用CVD法制作的W的阶梯覆盖能力强。
32.MATALLAYER的三明治结构如何?
各层作用如何?
金属电迁移的影响?
减小方法?
结构为Ti/TiN/AlCu/Ti/TiN第一层Ti作为粘接层,TiN作为夹层防止上下层的材料交互扩散防止Al的电迁移第二层Ti根据实际工艺需要决定其存在与否,TiN除具有防止电迁移的作用外还作为VIA蚀刻的STOPLAYER。
Al在大电流密度下容易产生金属离子电迁移的现象,使某些铝条形成空洞甚至断开,而在铝层的另一些区域生长晶须,导致电极短路。
减小方法在上下加上BARRIERLAYER,在Al中加入Cu.
33。
IMD与ILD有什么不同,WHY?
ILD的结构为SION/SABP-TEOS/PETEOS,IMD的结构为HDPTEOS/PETEOS
SION的作用为CONTACTETCH的STOPLAYER在ILD中不用HDPTEOS是因为ILD
离器件的表面太近容易产生损伤。
34.在VIAGLUELAYER生长之前ETCH130A的作用?
去掉底面金属表层的NATIVEOX.
35.METAL6AlCuDEPTH为什么要变厚?
因为上层的电流比较大,到了下面的金属层电流由于分流作用会减小。
36.PASSIVATION中PE-SION和PE-SIN的作用?
由于SIN的应力较大,所以加一层PE-SION作为PAD.SIN作为钝化层,对H2O与Na的强烈阻挡作用,可实现SiO2无法掩蔽Al,Ga,In等杂质的扩散。
37.SN+/SP+IMP为什么要进行两次?
两次注入的能量和剂量都不同,降低S/D与WELL之间浓度梯度,减小leakage.
38.LPCVD和PECVD的SiN的不同?
LPCVD淀积的SiN有很大的应力不宜过厚,PECVDSIN应力不会太大厚度可以做的大些PECVDNIT的结构要疏松一些。
39、KVPHOTO的作用是什么,其具体在FLOW的什么位置?
答:
KVPHOTO的位置在形成STI后,去掉STIPADOXIDE后做KVPHOTO的。
其目的是刻掉SCRUBELANE(划片槽)上的沾污和不透光的物质,以便在后面作ALIGNMENT对准处理。
Ifthealignmentmarkcanbeseeneasily,thisprocesswillberemove.
40、GAIEOXIDE是用什么方式生长的?
为什么?
答:
GATEOXIDE是先用湿氧氧化,然后用DRYOXIDE的方式形成的。
DRYOXIDE生长的氧化物结构、质地、均匀性均比WETOXIDE好,但用WETOXIDE形成的氧化物的TDDB比较长。
TDDB即TIMEDEPENDENT
DIELECTRICBREAKDOWN,其是用于评估氧化物寿命的参数。
42、形成SALICIDE的工艺中,SELECTIVEETCH的作用是什么,刻掉的是
什么物质?
用什么化学药品?
答:
在这里的SELECTIVEETCH刻掉的是CO&TIN,以避免在其后的高温退火时造成短路。
注意由于SAB对器件大小及性能没有影响,并没有被刻掉。
这里ETCH所用的化学药品是M2,其成分是---H3PO4:
HNO3:
CH3COOH=70:
2:
12(75℃)。
43、在形成CONTUCTWPLUG后作一步ALLOY处理,请问有什么作用?
在形成PASSIVATIAN后的作ALLOY又是什么目的?
答:
第一次的ALLOY的条件是在450℃(90min)。
其作用是修复在前道工艺中刻蚀等处理可能造成的损伤。
由于形成CONTUCT时接近器件表面,要求比较高。
第二次退火的作用相同。
因为在后面的工艺距离器件表面比较远,所以在形成PASSIVATIAN后一步ALLOY即可。
(450C,30min)
44、在形成WPLUG的GLUELAYER时是用什么方法淀积TI?
答:
0.18的制程的VIA的DESIGNRULE比较高,为了使TI与IMD接触良好,在淀积TI时,要求TI陡直地附在VIA侧壁及良好的底部覆盖。
这里用离子化金属电浆(IMP)工艺淀积。
其优点是可以获得较低且均匀分布的电阻值,同时在淀积较小的厚度下仍可达到所需的底部覆盖,从而减少淀积时间,提高产能率。
45、在HDPPASSIVATIANPHOTO前为何没有CMP步骤?
答:
若不作CMP处理,PASSIVAON表面将不平整,在其后的PHOTO时,将影响PHOTO的对准。
由于对BONDPAD外接引线不要求很高,所以由PHOTO时的偏差在这里不予考虑。
46.0.18logic和0.20dram中应用的光照与光阻
0.18logic
PROCESS
STAGE
RECIPE
PHOTOTYPE
RESIST
ARC
WEE
A18USR22L1P3M0C1
ZERO-PHOTO
IA14000NZH1@ZERO.000B
I-LINE
AR89
NO
NO
A18USR22L1P3M0C1
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DUV
SEPR-432
NO
1.44MM
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PFI58
NO
NO
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NO
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NO
NO
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NO
NO
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NO
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NO
NO
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NO
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NO
NO
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NO
NO
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0.20DRAM
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STEP
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D