刘锡锋　何卓航　林婵

摘 要：在使用反应离子刻蚀（RIE）工艺制造集成电路中，金属刻蚀后原介质层产生密集黑色颗粒物。采用了隧道扫描电镜（STM）的方法，对样片进行观测分析，结果表明该黑色颗粒为碳化后的胺类副产物。通过对反应过程的分析研究，确定了该问题产生的原因。为了解决该问题，在不改变工艺压力和温度的情况下，调整射频功率来提高反应效率。调整完成后进行了实验验证，结果表明该方法切实有效，颗粒问题得到了明显改善。

关键词：反应离子刻蚀 隧道扫描 颗粒问题 胺类副产物 射频功率

Analysis and Improvement of Particle Abnormalities in Reactive Ion Etching Process

Liu Xifeng He Zhuohang Lin Chan

Abstract：In the manufacture of integrated circuits using reactive ion etching （RIE） technology， dense black particles are produced in the original dielectric layer after metal etching. Using the tunnel scanning electron microscope （STM） method， the sample was observed and analyzed， and the results showed that the black particles were carbonized amine by-products. Through analysis and research on the reaction process， the cause of the problem was determined. In order to solve this problem， the RF power was adjusted to improve the reaction efficiency without changing the process pressure and temperature. After the adjustment was completed， the experimental verification was carried out， and the results showed that the method was effective and the particle problem was significantly improved.

Key words：reactive ion etching， tunnel scanning， particle problem， amine by-products， radio frequency power

1 引言

集成電路制造是集成电路产业必不可少的一环，但由于其发展速度快，涉及学科广而深，产业投入巨大，因此我国的集成电路制造业长期落后于国际集成电路制造业同行。近年来随着需求的增加和社会关注度提高，国内集成电路制造生产线不断壮大[1，2]。反应离子刻蚀是集成电路制造工艺的重要工艺步骤，它的工艺质量直接决定了最终芯片的性能[3-5]。颗粒问题是反应离子刻蚀中影响较大的异常。要解决该问题首先要清楚颗粒问题产生的原因。但根据国内外已有文献的研究，反应离子刻蚀中颗粒问题的原因较多，有温度压力等反应条件异常造成的生成物颗粒[6，7]，也有反应过程中由于设备真空度所引入的环境颗粒[8]。因此遇到颗粒异常需要具体问题具体分析。在某集成店电路工艺过程中，反应离子刻蚀步骤发生了黑色颗粒问题，为了解决该问题，文章对颗粒进行了分析，并进行了实验验证。……