阻挡前处理是在沉积阻挡膜之前准备暴露的接触表面。具体集成可能去除原生氧化物或残留,并限制界面损伤。现有 40nm 流程展示相邻的接触刻蚀、Ti/TiN 衬里和钨填充步骤,但没有命名独立的阻挡前处理。本文解释界面问题,不把未展示的清洗配方归给该流程。
这些是相邻接触步骤;图解并未展示已命名的阻挡前清洗。
Process map · 流程地图
物理与机制
接触孔形成后,表面可能带有氧化物、刻蚀残留或其他污染。衬里沉积前的处理旨在管理实际表面,同时避免过多消耗暴露导体、介质或结 。合适的处理方式取决于材料叠层;一般的「阻挡前处理」名称不能指定 HF 浸泡、等离子体清洗或固定交接时间。
一项特定较早节点的逻辑接触模块研究改变 RF 预清洗、Ti/TiN 阻挡层条件及钨填充,并比较底部覆盖、接触电阻和结漏电 。它说明电学结果受集成条件影响,不能证明所链接 40nm 流程存在独立处理步骤,也不能证明每种清洁表面上的氧化物都立即再生。清洗到沉积的时效须结合已知表面和环境判断。
工艺原则
- 识别界面:暴露导体、残留及相邻介质决定预处理要保护什么。
- 区分工序:预清洗、衬里沉积和填充会相互影响,但不是同一步骤 。
- 核实结果:底部覆盖、接触电阻和结漏电需要分别量测。
- 遵守路线边界:所链接 40nm 步骤展示相邻操作,没有命名阻挡前处理。
挑战与失效模式
残留污染、意外表面消耗、衬里覆盖不足或预处理损伤,都可能影响接触。相对风险须针对选定叠层确定。所引接触研究 报告其自身工艺分组,不能证明所有接触有一个主导失效模式。
节点演进
接触几何和材料变化会改变可允许的表面损失及覆盖要求。较早节点的接触研究 是限定实例,不能证明所有节点都走向同一种清洗或交接配置。
展望
更好的界面量测可能帮助关联预处理条件与电学结果。任何新处理都须与预定接触叠层的衬里和填充一起评估。
参考来源
Effect of Contact Plug Deposition Conditions on Junction Leakage and Contact Resistance in Multilevel CMOS Logic Interconnection Device
Yinhua Cui, Jeong Yeul Jeong, Yuan Gao, S. Pyo · Micromachines
Silicon VLSI Technology - Full
James D. Plummer, Michael D. Deal, Peter B. Griffin
Silicon VLSI Technology · ISBN 978-0130850379