基于一種新穿孔填充材料的90nm雙鑲嵌結(jié)構(gòu)光刻工藝的研究.pdf

1、復(fù)旦大學(xué)碩士學(xué)位論文基于一種新穿孔填充材料的90nm雙鑲嵌結(jié)構(gòu)光刻工藝的研究姓名：魏芳申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士專業(yè)：電子與通信工程指導(dǎo)教師：張衛(wèi)20070331基于一種新穿孔填充材料的90nm雙鑲嵌結(jié)構(gòu)光刻工藝的研究作者：魏芳摘要本論文研究了基于一種新的穿孔填充材料Si02BARC的90nm雙鑲嵌結(jié)構(gòu)光刻工藝開(kāi)發(fā)。Si02BARC可以用旋涂工藝做到晶圓上，對(duì)于晶圓表面的反射光線有很強(qiáng)的吸收作用：這種材料與SiOCH，SiOF以及Si02等介質(zhì)

2、有相匹配的Plasma刻蝕速率，可以防止shelldefect的發(fā)生；因?yàn)镾i02BARC跟光刻膠有良好的選擇比，不需要穿孔填充后的etchback工序：在光刻膠的去除中，只需一步化學(xué)劑清洗，就能同時(shí)去除光刻膠和Si02BARC，不需要傳統(tǒng)工藝中的plasmaash工藝，這不但簡(jiǎn)化了工藝，也大大降低了工藝成本。穿孔的旋涂填充工藝中主要是利用Si02BARC來(lái)填充穿孔圖形，并達(dá)到工藝要求，即對(duì)于疏密程度不同的穿孔圖形，整片晶圓內(nèi)穿孔表面上

3、所保留的BARC的厚度差應(yīng)足夠小，且穿孔中沒(méi)有氣泡。論文首先對(duì)旋涂速度、旋涂噴量、噴涂速度及烘烤和旋涂工序做了優(yōu)化。研究發(fā)現(xiàn)旋涂速度在轉(zhuǎn)速達(dá)到3500r／rain時(shí)，保留在穿孔表面上的Si02BARC最厚與最薄處的厚度差最大為1062A，而隨著轉(zhuǎn)速的降低或升高厚度差都有變小的趨勢(shì)，但在轉(zhuǎn)速達(dá)到4500r／min時(shí)，穿孔中有氣泡發(fā)現(xiàn)，故不能選在轉(zhuǎn)速太高處：但雖然轉(zhuǎn)速越低厚度差越小，因還要考慮到轉(zhuǎn)速越低厚度越大的趨勢(shì)，我們所需的保留在穿孔表

4、面上的Si05BARC的厚度為1500a，得到優(yōu)化后的轉(zhuǎn)速為2000r／min。旋涂噴量?jī)?yōu)化的實(shí)驗(yàn)表明，在旋涂噴量達(dá)到3ml時(shí)，保留在穿孔表面上的sj02BARC最厚與最薄處的厚度差為439A，而隨著噴量的升高厚度差有變大的趨勢(shì)，麗在噴量降低時(shí)厚度差變化比較平穩(wěn)，但不是越低越好，當(dāng)噴量低到一定數(shù)值時(shí)，會(huì)因液體量不夠而發(fā)生氣泡，優(yōu)化后的噴量為3ml。噴涂速度優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在噴涂速率達(dá)到15ml／sec時(shí)，保留在穿孔表面上的Si02BAR

5、C最厚與最薄處的厚度差為432A，而隨著噴涂速率的升高厚度差有變大的趨勢(shì)，也就是說(shuō)液體噴得越快厚度差越大，而在噴涂速率較低時(shí)，厚度差變化比較平穩(wěn)。為了得到更好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，我們把烘烤改為兩步烘烤，第一步先用低溫烘烤60秒，讓穿孔中的si02BARC在還有一些流動(dòng)性的情況下，液體溶劑先揮發(fā)～些，再用高溫烘烤60秒，讓溶劑完全揮發(fā)，這樣對(duì)減小密集穿孔區(qū)與稀疏穿孔區(qū)厚度差有所幫助。把一步噴涂改為兩步噴涂。第一步，先用少量的Si02BARC配合著