湿刻工艺中常见的缺陷

时间：2022-10-19 百科知识版权反馈

【摘要】：检查频度可以按每台设备的10个批次抽检一个批次。固定检查被抽取批次中的第1块和第10块基板。按正常检查距离进行作业。在漏源电极的刻蚀工艺完成以后，进行检查发现比较多的缺陷是漏源极断线，这可能是由灰尘颗粒引起的，大致可以分成7种模式。有可能是光刻胶涂敷前清洗干燥不彻底所致。栅极断线是湿刻工艺常见缺陷之一，断线的主要模式有CDE异物、PR水滴和CVD异物。

8.6　湿刻工艺中常见的缺陷

1.基板下表面产生结晶物残留

D-WE设备容易在基板下表面产生结晶物残留，为了能够及时发现结晶物残留并及时处理，在量产的D1-WE工程后可以考虑增加宏观微观的外观检查工序，对基板下表面有无结晶物残留进行确认。检查频度可以按每台设备的10个批次抽检一个批次。固定检查被抽取批次中的第1块和第10块基板。按正常检查距离（最近以装置不发生报警为准）进行作业。若看到基板下表面附着有小白点（线）或白斑状异物，在台账上记录异物位置，并测量其大小。很薄的小白点（线）或白斑不会对产品产生不良影响，不作异常处理。具体处理参考表8.8。

表8.8　基板下表面产生结晶物残留判断及处理

2.漏源极断线（D断）

在漏源电极的刻蚀工艺完成以后，进行检查发现比较多的缺陷是漏源极断线，这可能是由灰尘颗粒引起的，大致可以分成7种模式。

第1种模式的缺陷处的照片图8.32所示，这一类D断的主要特征就是断线处形状不规则，除断线处外，其他部分的图案基本没有变形，断线处铬膜下的3层非晶硅基本都未被刻蚀掉。

图8.32　简单的铬金属断线

造成这种断线可能在铬溅射前基板有异物附着，铬膜成了异物附在上面，在Inline PR的洗净装置中，异物被洗去，上面的铬膜也一并被洗去，光刻胶直接涂敷在非晶硅上，光刻胶显影后上面的光刻胶图案还是被保留下来，导致硅岛刻蚀下面的非晶硅未被刻蚀掉。估计的形成过程如图8.33所示。

另外一个导致D断的原因可能是漏源电极和硅岛光刻胶涂敷前有异物附着，湿刻时刻蚀液由异物下渗入，刻蚀掉铬膜或者涂敷后D2湿刻前异物脱落，带走上面的光刻胶导致铬膜被刻蚀掉，如图8.34所示。

第2种模式如图8.35所示，从照片上看缺陷的周围有光晕存在，这种光晕是由于边缘有高度差的非晶硅引起的。这种断线可能是由于CVD成膜时有异物附着，在DI工程后异物被洗去，导致上面的铬膜也被洗去而形成断路。图8.35（a）是用反射式照明拍摄的照片，图8.35（b）是用透射式照明拍摄的照片。

图8.33　溅射前异物附着导致形成Ｄ断的示意

图8.34　光刻胶涂敷前因异物附着导致形成D断的示意

图8.35　CVD成膜时因异物附着引起的D断

第3种模式如图8.36所示，G层和D层的图案都被破坏了，一般来说这可能是G PR之前或G溅射之前有异物附着，从而导致G层图案被刻蚀，且在DI PR之前异物也没有被洗掉。由于经过3层CVD和D溅射以后，异物上的膜厚比周边图案高许多，因此当光刻胶涂敷和甩胶时，光刻胶在这里聚集导致图案变形，在DI工程后异物被洗去，形成中间的透明区域，同时也把上面的非晶硅和铬膜带走。

图8.36　G PR之前或G溅射之前因异物附着引起的D断

图8.37　PR水滴D断

第4种模式PR水滴D断，如图8.37所示。有可能是光刻胶涂敷前清洗干燥不彻底所致。通过现场调查可以发现，喷淋喷嘴有堵塞或位置不规范等问题，需要调整洗涤条件。

第5种模式是三角形D断，如图8.38所示。有可能是由于硝酸铈铵（Ce（NH4）₂（NO₃）₆）刻蚀液中的铈离子与铬发生氧化还原反应时，Ce^4＋把铬氧化成Cr^6＋溶于刻蚀液中，而Ce^4＋离子被还原成Ce^3＋离子，形成铈的氢氧化物Ce（OH）₃或Ce（OH）₄的沉淀和析出物的结晶颗粒与D线碰撞导致了D线损坏。因此有必要调整湿刻装置不良产生单元（液切风刀和入口淋浴）的工艺条件。