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PNL-WCVD工艺之填洞能力研究与改善

作　者: 龚英嫣
导　师: 何波涌；林保璋
学　校: 上海交通大学
专　业: 集成电路工程
关键词: PNL-WCVD 接触孔填洞能力空隙铜扩散缺陷
分类号: TN305
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

随着半导体制造技术的不断发展，在较先进制程中铜线已经逐步替代铝线成为金属布线的主要材料，与此同时，铜大马士革结构的广泛应用也大大减少钨通孔的使用，但钨接触孔无论对于铝布线还是铜布线来说都是不可或缺的，所以作为第一层金属与器件有源区的连接孔，钨接触孔的性能对整个布线系统显得尤为重要。而决定钨接触孔性能的主要指标是填洞能力，也就是接触孔中间的空隙大小，空隙过大除了会影响电性，还会导致铜扩散缺陷。PNL即脉冲成核层，CVD为化学气相沉积薄膜工艺，本课题讨论的就是PNL-WCVD的填洞能力，以改善钨插塞填洞能力为研究目标。首先与传统的两种常用的WCVD机台作比较(诺发和应用材料传统WCVD)，总结出PNL-WCVD淀积薄膜的特性与优势。再通过研究当前WCVD填洞的主要缺陷，进一步改进PNL-WCVD工艺参数设定为主要手段，有效的减小接触孔中间空隙，最终找出能预防铜扩散缺陷的解决方案。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-12
第一章 WCVD 工艺  12-21
  1.1 CVD 工艺简介  12-16
    1.1.1 工艺原理  12-14
    1.1.2 填洞能力与阶梯覆盖率  14-15
    1.1.3 质量传输与动态传输  15-16
  1.2 WCVD 接触孔、通孔概述  16-21
    1.2.1 相关工艺介绍  16-19
    1.2.2 接触孔、通孔的作用  19-21
第二章 WCVD 现状分析与课题研究目标  21-28
  2.1 WCVD 填洞能力现状分析  21-23
  2.2 PNL-WCVD 工艺的主要缺陷  23-24
  2.3 课题研究目标和方向  24-25
  2.4 主要实验工具  25-28
第三章 PNL WCVD 与传统WCVD 的比较实验  28-37
  3.1 PNL WCVD 与传统WCVD 的机台构造及原理比较  28-33
    3.1.1 Novellus 与AMAT W 机台的差异  28-29
    3.1.2 PNL WCVD 比传统Novellus WCVD 在机台硬件上的改进  29-31
    3.1.3 PNL WCVD 比传统Novellus WCVD 在制程上的改进  31-33
  3.2 实验方案设计  33
  3.3 比较PNL WCVD 与传统W CVD 淀积薄膜特性的实验  33-35
    3.3.1 PNL-WCVD 与传统WCVD Nucleation 电阻及其Uniformity  33-34
    3.3.2 PNL WCVD 与传统WCVD 的厚度稳定性、厚度反射率及其应力  34-35
  3.4 0.13μm logic 产品PNL WCVD 与传统Novellus WCVD gap fill 比较实验  35-37
第四章 PNL-WCVD 填洞能力改善实验  37-53
  4.1 实验方案设计  37-38
  4.2 降低PNL Bulk Deposition 的4 加热器温度  38-42
    4.2.1 实验方法  38
    4.2.2 实验原理与结果分析  38-42
  4.3 增加PNL Cycle 次数实验  42-45
    4.3.1 实验方法  42
    4.3.2 实验原理与结果分析  42-45
  4.4 增加Bulk 淀积WF6 流量实验  45-48
    4.4.1 实验方法  45
    4.4.2 实验原理与结果分析  45-48
  4.5 增加Soak B2H6 流量实验  48-53
    4.5.1 实验方法  48-49
    4.5.2 实验原理与结果分析  49-51
    4.5.3 实验结果在产品上的良率验证  51-53
第五章结论与展望  53-56
  5.1 本论文的总结  53
  5.2 论文的创新点  53-54
  5.3 未来工作展望  54-56
参考文献  56-58
致谢  58-59
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文  59-60
附件  60

PNL-WCVD工艺之填洞能力研究与改善

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