【摘 要】
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本课题主要对金属层间介质薄膜的片内厚度均匀性这一重要的集成电路制造工艺指标展开研究,从金属层间介质薄膜的化学气相淀积（Chemical Vapor Deposition,CVD）和化学机械抛光（Chemical Mechanical Polishing,CMP）以及工艺整合三个方面分析影响金属层间介质薄膜厚度均匀性的关键因素和提出改善方法。本课题首先研究等离子增强化学气相淀积（Plasma Enh
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本课题主要对金属层间介质薄膜的片内厚度均匀性这一重要的集成电路制造工艺指标展开研究,从金属层间介质薄膜的化学气相淀积（Chemical Vapor Deposition,CVD）和化学机械抛光（Chemical Mechanical Polishing,CMP）以及工艺整合三个方面分析影响金属层间介质薄膜厚度均匀性的关键因素和提出改善方法。本课题首先研究等离子增强化学气相淀积（Plasma Enhanced CVD,PECVD）的中气体喷头与加热器的间距和晶圆在加热器上位置的具体影响,通过试验设计（Design of experiment,DOE）薄膜片内厚度均匀性可以优化到0.48%。其次研究高密度等离子化学气相淀积（High Density Plasma CVD,HDPCVD）中顶端硅烷气体流量和侧端硅烷气体流量分布的具体影响,通过DOE试验HDPCVD薄膜片内厚度均匀性可以优化到2.11%。再次研究CMP中抛光压力和平台转速的具体影响,通过DOE试验并结合CMP工艺的实际要求,薄膜去除率片内厚度均匀性可达2.01%。最后对PECVD薄膜用作金属层间介质时当PECVD薄膜厚度晶圆中间偏厚边缘偏薄而在CMP过程中填充空隙磨穿的情况,提出在PECVD薄膜淀积后可通过调节HDPCVD顶端的硅烷气体流量再淀积一层晶圆中间偏薄而边缘偏厚的HDPCVD薄膜,金属层间介质薄膜厚度片内均匀性可由从12.8%提高到4.07%,晶圆的良率提高5%～10%。本课题研究对于在实际集成电路生产中提高金属层间介质薄膜厚度片内均匀性工艺窗口和产品良率有很大帮助。
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