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摘要
CMOS 器件技術中接觸孔的高縱橫比 (HAR) 對蝕刻后濕法清洗提出了重大挑戰(zhàn)。HAR 孔的 IPA 表面張力梯度 (STG) 干燥在蝕刻后 SC1 清潔期間的半間距處理中受到影響，導致聚合物殘留。殘留物的來源被確定為接觸 RIE 過程中氮化物蝕刻產(chǎn)生的聚合物。這些聚合物在干燥過程中與 IPA 的 SC1 反應副產(chǎn)物導致形成 CFx 殘留物。干燥參數(shù)在確定 SC1 蝕刻后清潔后的缺陷性能方面起著重要作用。實驗已經(jīng)確定，緩慢的晶片提升速度以提供更高的 STG 將有效地去除可能被困在接觸孔內的可溶性 SC1 副產(chǎn)物。
介紹
隨著器件特征尺寸的快速縮小，接觸孔的縱橫比不斷增加，不僅在接觸干法蝕刻中，而且在隨后的濕法清潔中都會帶來相當大的挑戰(zhàn)。在基于 CFx 的等離子體中進行接觸干法蝕刻后，必須通過灰化和濕法清潔去除剩余的碳氟化合物膜、金屬（來自硅化物）氧化物和氟化物 (1)。傳統(tǒng)的濕法清潔方法包括使用過氧化硫混合物 (SPM) 或硫酸臭氧混合物 (SOM)、過氧化氨混合物 (SC1) 和稀氫氟酸 (HF)。最近，據(jù)報道，使用 NF3 的化學干洗可以改善與底層 Ni 硅化物的接觸金屬化。
蝕刻后濕法清潔的目的是有效去除晶片表面和接觸孔內部的任何蝕刻后/灰渣殘留，以實現(xiàn)低接觸電阻。在濕法清潔過程中，化學品需要滲透到接觸孔中，以便與任何殘留的蝕刻后殘留物發(fā)生反應，并且必須有效地從孔中去除這些反應副產(chǎn)物。這些孔的高縱橫比會使殘留物的有效滲透和去除變得困難，并且可能會在孔內留下殘留物，尤其是在批量浸入系統(tǒng)中。
實驗性
具有完整 FEOL 結構（包括 STI、多晶柵和硅化物）的邏輯器件是在具有 (100) 取向的 300mm p 型硅晶片上制造的。在層間電介質 (ILD) 膜（氮化物蝕刻停止襯墊和氧化物）的 CVD 沉積之后，使用 193nm ArF 光刻對觸點進行圖案化。
結果和討論
聚合物殘留物的形成
在使用稀釋的 SC1 進行接觸蝕刻后清潔后的缺陷檢查中，我們觀察到聚合物薄膜的存在。發(fā)現(xiàn)這些殘留物含有來自 EDX 的碳和氟。在圖 1(a) 中，聚合物薄膜在隨后的阻擋金屬 (TiN) 沉積后似乎被弄皺了。這些薄膜覆蓋了晶圓表面的大面積區(qū)域，并防止在金屬化過程中填充接觸孔。
?清潔條件的影響
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