40nm BSI CMOS Image Sensor预览

艺的物理机制依赖于产生反应性等离子体，将有机光刻胶燃烧成挥发性化合物，从而便于将其从晶圆上抽离 [A1, A3]。为了减轻栅极介质拐角处的等离子体诱导损伤（这种损伤会显著增加栅极诱导漏极漏电（GIDL）），通常会使用特殊的灰化化学气体（如基于 NH3 的等离子体）来代替纯氧 [P3]。这些改进后的化学气体最大限度地减少了对裸露硅和栅极堆叠边缘的非预期氧化，从而防止形成不理想的“鸟嘴”氧化层剖面 [P3]。在干法灰化之后，采用湿法剥离和清洗顺序来去除无机残留物、金属污染物和残留颗粒 [A3]。此湿法阶段通常使用氧化剂和螯合剂（例如标准清洗 1 (SC1)），其通过氧化-络合-溶解机制对硬化的聚合物残留物进行底切并将其剥离 [P1, A3]。采用“先干后湿”的两步法，从根本上是由刻蚀后残留物的双重性质决定的 [P1]。在高能 PolySi 反应离子刻蚀过程中形成的高度交联的光刻胶“外壳”很难仅通过湿法化学品溶解，因此必须先进行氧化性等离子体灰化 [P1]。然而，纯氧灰化会带来严重的风险，即氧化裸露的衬底和栅极侧壁，从而改变局部电场 [P3]。对于湿法清洗，SC1 因其出色的颗粒去除效率以及能够通过轻微刻蚀界面氧化层来消除金属污染物的能力而受到青睐 [P1, A3]。对湿法清洗化学参数的严谨控制至关重要；过度刻蚀会严重损害栅极介质或导致硅衬底出现点蚀，从而导致器件性能下降和可靠性问题 [P1, P3]。在 40nm 节点，EOT 的微缩要求使用超薄介质，如果这些介质受到工艺偏差的物理损坏或化学改变，则极易产生量子隧穿漏电 [T1, P4]。此外，栅极边缘与随后的 LDD 注入区域之间的物理距离极小，这意味着清洗过程中栅极介质的任何侧向底切都会严重损害短沟道控制能力 [A2]。因此，在激进地剥离顽固刻蚀副产物与保持 纳米尺度 结构完整性之间取得平衡，仍然是这一特定栅极级工艺面临的首要工程挑战（工程实践） [P1]。