BSI钨刻蚀(WEB)工艺流程对产品质量的影响因素研究

摘要

阐述背照式图像传感器(Backside Illumination,BSI)芯片,将硅片减薄后,在photodiode背面搭建CF及Micro Lens,光线由背面射入,增大了光电元件感光面积,减少了光线经过布线时的损失,以此可以大幅提高CIS在弱光环境下的感光能力.在华力BSI芯片流程中,钨刻蚀工艺是影响芯片光学信号噪音(RTS)的关键步骤,其关键尺寸及氧化层厚度的稳定性决定了产品质量的稳定性.但整个钨刻蚀工艺流程极长,其中多道工序对钨塞的形貌有显著影响,且依赖钨刻蚀工艺的关键尺寸等监控参数评估其工艺稳定性,给钨刻蚀工艺线上参数的管控带来诸多影响因子.通过工艺窗口实验,线上异常数据分析等方式,系统评估了钨刻蚀工艺线上监控参数与产品质量的关系,并详细讨论了BSI钨刻蚀整段工艺流程中前道工序对钨刻蚀后线上监控参数的影响,提出了各道工艺的影响机理及其对产品质量的影响因素.数据显示当钨刻蚀工艺的关键尺寸小于60nm时晶片边缘开始出现DINU的失效,当氧化层厚度小于850?时同样有晶片边缘DINU失效的风险.另外,钨刻蚀工艺后在晶片表面存在钨残留会导致一定的产品良率损失.而在整段钨刻蚀工艺流程中,硅沟槽的湿法刻蚀、金属钨沉积和钨的研磨步骤皆会对钨刻蚀后的关键尺寸造成影响,氧化层沉积厚度会对钨刻蚀后氧化层厚度造成接近1:1的影响.量产过程中主要的良率损失均来源于关键尺寸小于60nm后的DINU失效.