關(guān)于晶片背面的薄膜蝕刻法說明

隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，為了在有限的面積內(nèi)形成很多器件，技術(shù)正在向多層結(jié)構(gòu)發(fā)展，要想形成多層結(jié)構(gòu)，將形成比現(xiàn)有的更多的薄膜層，這時晶片背面也會堆積膜。如果在背面有膜的情況下進(jìn)行batch方式的潤濕工序，背面的膜會脫落，污染晶片正面。特別是Cu如果受到全面污染，就會成為嚴(yán)重的問題。 目前，在枯葉式設(shè)備中，冷卻晶片背面膜的方法是翻轉(zhuǎn)，翻轉(zhuǎn)晶片進(jìn)行蝕刻工藝的話，蝕刻均勻度最好在1%以下，但是，如果一面進(jìn)行工程，工程時間將增加一倍，為了減少工序時間，對在進(jìn)行頂面工序的同時進(jìn)行背面工序的方法進(jìn)行了評價。

實(shí)驗(yàn)首先制作了雙面蝕刻用噴嘴，調(diào)整藥液噴射噴嘴的間距和氮?dú)鈿怏w噴射量后進(jìn)行圖3，銀噴嘴中間噴射的氮?dú)怏w噴射量不同的SiaN4膜的蝕刻量和膜厚分布。圖3(a)是有11個藥液噴射孔的噴嘴，冷卻30秒的結(jié)果。蝕刻結(jié)果表明，在沒有藥液噴射孔的位置上，蝕刻不良，根據(jù)氮?dú)怏w量，中間部分的蝕刻量存在差異，氮?dú)鈿怏w噴射量為20LPM時，食角量的偏差為85 a，平均食角量為443A，均勻度為9.6%。圖3(b)是有13個藥液噴射孔的諾茲羅，冷卻30秒的結(jié)果，隨著氮?dú)怏w噴射量的變化，中間部分的食角量發(fā)生了變化，在食角量較小的部分添加了藥液噴射孔，增加了中間部分的食角量，氮?dú)怏w分射量為15LPM時，食死量偏差為42A，平均食死量為436A，均勻度為4.8%。

圖4是通過改變噴嘴中噴射藥液的孔的位置進(jìn)行評價的結(jié)果。圖4(a)的結(jié)果是蝕刻60秒后的結(jié)果，食角量的偏差約為199A，平均食角量約為1052A， 均勻度約為9.5%，噴嘴中央噴射了30LPM氮?dú)?，但口感不均勻。圖4(b)的結(jié)果是，(a)的結(jié)果中，在食死量較小的位置添加一個藥液噴射孔，從噴嘴中心噴射氮?dú)怏w33LPM，從而提高食死量，平均識字量為1023A，體食角偏差為86A，均勻度為4.21%。噴嘴中藥液噴射孔的位置與蝕刻均勻度密切相關(guān)，位置調(diào)節(jié)可提高均勻度。

本研究確定藥液的流量和流速是冷卻晶片背面SiaN%膜的重要變量，另外，通過分析它們的相關(guān)性，達(dá)到了目標(biāo)食角量1000A和均勻度5%，在枯葉式系統(tǒng)中，可以了解晶片背面的蝕刻結(jié)果和噴嘴設(shè)計(jì)中需要考慮的事項(xiàng)。首先，根據(jù)晶片的位置，離心力的大小不同，所以藥液的噴射量必須不同。特別是300毫米晶片面積大，離心力的梯度很大。因此，不同位置與晶片接觸的藥液量和時間會有所不同，濕食方法根據(jù)與藥液接觸的時間，食角量會有所不同，所以要根據(jù)基板的面積和轉(zhuǎn)速控制噴嘴噴射的藥液量。第二，高溫的藥液比常溫的藥液反應(yīng)性高，因此細(xì)微的茶葉中的食死量也出現(xiàn)了顯著的差異。據(jù)認(rèn)為，晶片中央噴射氮?dú)怏w有兩種效果:降低藥液溫度，減少食角量，以及將藥液發(fā)送到邊框，通過控制前面提到的各種變量，制作了能使晶片背面冷卻的噴嘴，使SiaN的膜在60秒內(nèi)冷卻了1000A以上，得到了均勻度為4.21%的結(jié)果。

審核編輯：符乾江