国产半导体氧化膜刻蚀设备工艺研发与量产应用

摘要

以“实现半导体设备国产化”为己任，本论文以Primo D-RIE设备为平台，对半导体氧化膜刻蚀设备工艺研发与量产应用的过程进行了研究和分析，对大马士革刻蚀工艺，第一钝化层刻蚀工艺，第二钝化层刻蚀工艺等进行了优化和研究。在大马士革沟槽刻蚀工艺中，本论文对传统工艺进行了优化，提高了次沟槽（Micro Trench）和氧化物栅栏（Fence）的工艺窗口，安全工艺窗口分别为+/-5s和+/-10s，保证了良好的物理形貌。在第一钝化层刻蚀工艺中，创新地提出了一体化刻蚀（All in One），改进了第一钝化层一体化刻蚀工艺，使生产成本节约了50％以上。在第二钝化层刻蚀工艺研究中，对设备作业模式进行了改良，通过定期进行上电极清洁程式，使工艺腔体维护清洗周期从80小时延长至130小时，产能增加20%，生产成本节约60%，产品表面颗粒缺陷报废率由万分之三降低至零，提高了工艺稳定性。通过对以上三道刻蚀工艺进行工艺研发和量产应用，从刻蚀速率均一性，刻蚀速率选择比，调试气体应用，刻蚀终点自动检测系统（Endpoint），去除聚合物能力等多方面，对国产机台的性能进行了验证。与国外先进机台相比，国产机台在量产经验上有所欠缺，但在机台性能上已进入世界先进之列。

目录

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第一章 引言

1.1背景介绍

1.2国内外现状介绍

1.3 Primo D-RIE机台介绍

1.4设备能力

1.5工艺介绍

1.6本论文工作

第二章 大马士革刻蚀工艺

2.1大马士革刻蚀工艺优化

2.2刻蚀工艺的研究与分析

2.3分析与讨论

2.4本章小结

第三章 第一钝化层刻蚀工艺

3.1第一钝化层一体化刻蚀工艺

3.2刻蚀工艺的研究与分析

3.3分析与讨论

3.4本章小结

第四章 第二钝化层刻蚀工艺

4.1第二钝化层刻蚀工艺的优化

4.2刻蚀工艺的研究与分析

4.3分析与讨论

4.4本章小结

第五章 结束语

5.1主要工作与创新点

5.2后续研究工作

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间已发表或录用的论文

答辩决议书