28nm多晶硅硬掩模刻蚀中的棒状颗粒缺陷与对策分析

在摩尔定律的影响下,半导体制造的线宽尺寸逐步到达极限。当前28 nm及以下工艺制程中,多晶硅栅极刻蚀普遍采用双层联动的硬掩模刻蚀加多晶硅刻蚀的方法,可以实现关键尺寸的有效控制,但同时也增加了颗粒缺陷的发生率。针对多晶硅硬掩模刻蚀(Polysilicon Hard Mask Etch,P1HM-ET)过程中出现的棒状颗粒缺陷,分析了缺陷的来源和形成机理。通过精准调控刻蚀结束后静电卡盘(Electrostatic-Chuck,ESC)对晶圆的释放时间和自身电荷的释放时间来加强刻蚀腔体内颗粒的清除和减小晶背静电吸附作用。结果显示,当晶圆释放时间增加2 s,ESC电荷释放时间增加6 s后,减少了约80%的棒状颗粒缺陷。通过调控相关联的工艺参数来减少缺陷,可以有效减少消耗性零件的使用,从而降低生产成本。