干法刻蚀工艺如何应对193纳米光刻胶的挑战

摘要

随着集成电路制造工艺的不断发展，193纳米光刻工艺将取代248纳米光刻工艺以应对90纳米以下线宽器件的工艺要求。对应光刻工艺的变化和器件尺寸的日趋细小，干法刻蚀工艺正面对前所未有的挑战。刻蚀过程中，两个突出的问题限制了光刻胶的表现：低的刻蚀选择比(相对与248纳米光刻胶)和差的线条粗糙度(众说周知的条纹表现即striation现象)。 本文首先对193nm和248nm光刻胶的成分，特性进行了对比分析，然后分别针对紫外线，中性粒子，反应性离子团和物理性离子轰击对193nm光刻胶的影响进行了试验研究，从而得出是绝缘体刻蚀中的离子轰击和化学反应的共同影响造成光刻胶产生了问题。根据这一实验结果，对刻蚀中的工艺参数(功率，频率比，气体比，流量，压力，温度和增加氢气)进行分别的调整进一步实验，从而了解它们在刻蚀过程中对光刻胶的影响机理，为解决193nm光刻胶出现的结构变形(沟槽垂直度，侧壁粗糙，线条扭曲，针孔现象)和striation现象等问题提供了相应的处理办法，以应对193nm光刻胶在集成电路制造工艺中的广泛应用造成的对绝缘体刻蚀的挑战。

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摘要

引言

1 Lam Exelan HP设备简介

1.1紧凑简单的腔体设计

1.2ExelanHP的主要特点

1.2.127MHz和2MHz双射频功率输入

1.2.2独特的压力控制和等离子体集聚控制

1.2.3出众的工艺稳定性

2 193纳米光刻胶在刻蚀中的基本特性

2.1193纳米和248纳米光刻胶的比较

2.2光刻胶表面粗糙化的研究

3 如何调整刻蚀参数以改善对193纳米光刻胶表面粗糙化的影响

3.1不同的刻蚀气体组合的作用

3.1.1氟碳比模型及其作用

3.1.2反应气体流量的影响

3.1.3氢气对光刻胶的影响

3.2气体压力对光刻胶的影响

3.3电极温度的影响

3.4不同频率射频功率及其组合的作用

3.5光刻胶的完整性问题和线条边缘粗糙度控制的关键

3.5.1 193纳米光刻胶线条完整性的问题的主要现象

3.5.2线条边缘粗糙度控制的关键

4 193纳米光刻胶线条边缘粗糙度控制实例—栅掩膜打开工艺线条线边缘粗糙度控制

参考文献

致谢