第四章 實驗結果與討論
4.2 不同清洗條件的SEM圖結果與討論
4.2.2 藉由SEM結果分析不同清洗條件其反應發生模式
根據反應式[4-1~4-3]，EKC265 成分與水反應會釋放出 〔OH-〕 基 導致鋁的流失。IPA 異丙醇洗淨在業界製程中主要是去除 EKC265 在金 屬連線通道中殘留的化學品成分從結構表面及通道中去除，並預防 EKC265 成份繼續與水反應 ，減少〔OH-〕 基產生 。在 EKC265 清洗中，
如圖 4.21 A 鋁表面會形成 Al2O3/Al/HDA 膠狀物質〔41-42〕並且蓋住 鋁金屬表面。膠狀物成份無法完全被 IPA 去除如圖 4.21 B，在去離子水 洗淨時，膠狀物質會被移除，但也會產生〔OH-〕 基，進而腐蝕鋁金屬 如圖 4.21 C。
圖 4.21 通道連接金屬清洗時鋁銅側蝕示意圖。
反應式如下：
NH4OH NH+4+OH- (4-1) Al+OH- Al(OH)3 (4-2)
Al(OH)3 Al3++3OH- (4-3) 4.2.3 EKC265 對於鋁銅金屬側向蝕刻模式分析
根據 SEM 圖像，若 EKC265 反應時間較長，則會有較深的空洞，
○
A○
B○
C表示產生較厚的 Al2O3/Al/HDA 膠狀混合物如圖 4.22 A〔41-42〕，無法 被 IPA 洗淨移除如圖 4.22 B，並且會釋放更多的〔OH-〕基，在去離子 水清洗的步驟時造成鋁金屬腐蝕流失如圖 4.22 C 和 D 及圖 4.23 C 和 D 比較。
圖 4.22 通道連接金屬較長時間的 EKC265 清洗鋁銅側蝕示意 圖。
圖 4.23 通道連接金屬較短時間的 EKC265 清洗鋁銅側蝕示意 圖。
在減少 IPA 清洗時間的如圖 4.24 B 會較圖 4.23 B 留下較厚的膠狀 物因為異丙醇清洗時間原始條件較少如圖 4.23 B，進而其殘留較厚的膠 狀物並造成嚴重腐蝕鋁金屬如圖 4.24 C 和 D。
○
A○
B○
C○
D○
A○
B○
C○
D○
A○
B○
C○
D圖 4.24 通道連接金屬 IPA 清洗時間縮短鋁銅側蝕示意圖。
增加 IPA 清洗時間圖 4.25 B 並不能完全將膠狀物質移除而且還是 會腐蝕鋁金屬如橫切面圖 4.25 D-4.26 D 比較結果是相近的。
圖 4.25 通道連接金屬一般 IPA 清洗時間鋁銅側蝕示意圖。
圖 4.26 通道連接金屬 IPA 清洗時間增加鋁銅側蝕示意圖。
4.2.3.1 反應模式討論
由 反 應 模 式 結 果 可 以 知 道 目 前 的 清 洗 濕 式 製 程 中 除 了 減 少 EKC265 清洗時間外其他製程條件並未能見到改善成效，所以為了改善 濕式清洗所造成的鋁銅金屬流失狀況，但是又為了保障聚合物能完全去 除所以在目前看到較好的條件 15 分鐘增加 3 分鐘，目前先將清洗時間 減少至 18 分鐘來減低濕式清洗所造成的金屬連線損害。
○
A○
B○
C○
D○
A○
B○
C○
D第五章 結論與未來工作
利用濕式清洗(EKC265 HDA base)：
鋁金屬的側向蝕刻在去離子水潔淨時會與 HDA 反應，產生明 礬膠狀物質，Al/Al2O3/HDA 膠狀物質會在 HDA 清洗時反應產生並附著 於鋁金屬表面，而 IPA 清洗時並無法完全去除其殘留物，到了去離子水 清洗時，會與水反應生成明礬物質，進而腐蝕鋁金屬。
濕式清洗改善方法：減少 HDA 清洗時間，可以減少明礬膠狀物 生成，並減少側向蝕刻發生。減少 IPA 清洗時間，會產生較厚的膠狀物 質附著於鋁金屬表面，增加 IPA 清洗時間與一般清洗時間(EKC265 26 分鐘)有相同側向蝕刻結果，因為 IPA 清洗並不能完全將膠狀物質清除。
由電性結果可以得知：減少濕式清洗時間由 26 分鐘減少至 18 分鐘可以 獲得較佳的電性結果，但是濕式清洗最主要目的是去除在鋁銅金屬的阻 障層表面及通道內的聚合物物質的殘留物，所以尋找出適當的清洗條件 以及減少鋁銅側蝕狀況需要利用不同的清洗製程方式、步驟來尋找最佳 的條件。SEM 結果表現出低於 18 分鐘的條件無法完全清除鋁銅金屬通 道阻障層表面的聚合物，而且鋁銅金屬側蝕狀況也並未改善。而高於 18 分鐘至 26 分鐘皆可將聚合物清除乾淨，而且其鋁銅金屬側蝕狀況也 相近，所以我們發現最佳清洗條件落在 18 分鐘為最洽當。改變不同的 清洗製程方式由 SEM 結果得知並未能改善鋁銅側蝕的狀況，甚至有讓 情況惡化的現象，所以 EKC 清洗時間減少至 18 分鐘並維持原來清洗的 條件為目前所見最佳狀況。
其他化學品的評估結果：由 TMAH/H2O2 不同比例及製程時間在 燒杯內實驗結果藉由 SEM 圖片得知並未能有效的去除聚合物而且對於
鋁銅側蝕狀況未能改善，所以此化學品是不適用於此製程。DSP+ 的條 件也是未能有效去除聚合物而且對於鋁銅側蝕狀況更加嚴重因為氟化 物與鋁會結合成氟化鋁的關係，所以此化學品也是不適用於此製程。
而乾式蝕刻適量蝕刻可以停在 Ti/TiN 上而獲得較佳的電阻值，但 是因為會造成晶圓中間與邊緣區域蝕刻均勻度有差異，故過度蝕刻還是 有其必要性。
從實驗結果得知，要在通道及金屬連線上避免鋁金屬流失要控制 濕式清洗時間，要能清除掉剩餘光阻及聚合物，但又不能傷害到鋁金 屬。從濕式清洗觀點選用其他具有更好的鋁與介電層選擇比，以獲得更 好的清洗能力，並避免鋁金屬腐蝕流失為主要課題。此一製程除了濕式 清洗減少時間可以得到改善外，若由一開始黃光曝光能有效的控制曝光 偏移的能力則鋁銅金屬側蝕狀況可以避免，然而在製程量化後曝光機器 要能一直維持住曝光能力及條件是黃光製程技術的挑戰。蝕刻製程一般 皆會使用過度蝕刻的方式來控制並保證晶圓各區域蝕刻區域皆可蝕刻 出所需要的形狀，雖然蝕刻停在鋁銅金屬之上可以避免鋁銅金屬被側蝕 的狀況，但是若未能將通道打開至鋁銅金屬上後續鋁銅金屬填入通道時 將不會被導通，而剛好停在鋁銅金屬上卻有可能只有部分區域會被導 通，所以過度蝕刻在此製程上還是必要的。
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自傳
學生生長在清水鎮鄉村地方，個性純樸, 有兩位兄長及兩位姐姐共 五人，個人排 行老么。早年因父親為勞工階級所以家人皆以勤儉持家，
現今兄姐皆已成家分居各處，但每週末常有家庭聚會，自國中畢業後獨 自居住外面居多，故個性較獨立，生性活潑喜與人交往，為人誠懇、做 事細心負責、善溝通及團隊合作、喜廣結善緣、樂於接受挑戰及壓力。
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學生在力晶在模組技術中心溼蝕刻技術組從事70nm, 50nm,和 40nm Flash模組技術研發，主要負責專案工程，包含蝕刻技術與清潔 技術。 這份工作讓我了解到各部門及同仁之間的溝通及團結是非常重 要的，一個溝通不當都會讓公司及同仁受到不少的損失。在力晶期間最 令我驕傲的事是2008年4月我代表我們部門去美國德州參加研討會並在 研討會中上台發表論文,對未來的生涯規劃方面，目前我最渴望的就是 接受更大的挑戰，獲得更多元化的實務經驗，因為如果沒有實際的去嘗 試、真的放手去做，將永遠都只是在紙上談兵，不了解市場真正需要的 東西。
期待在學業完成後期盼與許多優秀的同學共創 更好的未來。