接触孔打到下面的硅或硅化物之后,孔还是空的,上面的金属线到不了下面。这一步用钨把孔填成一根塞子。钨从孔壁和孔底一起往里长,最后在孔中心会合。塞子要实心。中间留缝,或者底部留空,电阻会高,后面磨平还可能把缝撕开。
钨不太肯直接长在氧化物上。孔壁是介质,孔底才是硅或硅化物。所以先在孔里铺一层很薄的钛和氮化钛,给钨一个能附着的面。这层太厚,孔被占掉一截,钨的截面变小,电阻变高。太薄,底上或侧壁有的地方没盖住,钨从那里长不起来。
这层薄金属要盖住孔底、侧壁和底角,孔里此时仍然是空的。底角最容易偏薄,甚至断开。底角一断,钨会在断口旁边空一截,气体也可能直接碰到下面的硅,把硅咬出一个坑。截面要看到这层在底、壁、底角都连着。只量孔口的厚度,底角已经断了也不知道。
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钨靠气体在热的表面上分解,从铺了薄金属的地方开始长。长得太快,孔口先封死,底下还是空的,空腔被关在里面。长得太慢,孔可以是实的,可侧壁上的钨偏厚,真正导电的截面积变小,整片时间也拖长。速率按孔的深宽比来定,不能沿用大开口的速率。
孔又深又窄时,气体更难进到底,底上的钨偏薄,口上的钨先碰头。碰头之后,下面留下一条封死的空腔。这种空腔从顶上完全看不见。只有截面能看见口是封的、底是空的。放行不能只看孔口亮不亮。
孔底如果还留着一层氧化或聚合物,钨就不是从硅上接上去的,中间夹着一层,接触电阻会高。截面里钨可以是实的,只是底上有一条界面。填钨之前的表面和填钨本身要分开判。底没处理好,加长填钨时间只会把孔口堆得更高,界面还在。
温度高,钨长得密,中心的缝更窄,可薄金属更容易聚成一颗颗,底上露出的硅也更容易被气体咬出坑。温度低,咬硅少,钨更松,纵缝更明显。温度按这一深宽比来定。沿用上一个开口尺寸的温度,不是空腔变多,就是缝变宽。
两侧的钨在孔中心相遇时,常常留下一条纵缝。缝很窄时电还通,可缝的两侧没有长成一体。后面磨掉表面那层钨时,缝会开口,塞子从中间裂开,或者磨料嵌进缝里。缝要在磨之前就从截面里看。磨完再看,分不清是原来的缝,还是磨的时候撕开的。
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填完之后,表面盖着一层多余的钨,要把这层磨掉,只留下孔里的塞子。磨多了,塞子凹进介质里,上面的金属线可能搭不到。磨少了,孔和孔之间还连着一层钨,该分开的塞子连成一片。磨到介质刚露出来就停。边缘常常磨得更快,边缘的塞子会先凹下去。
塞子凹下去要有限度。凹得太深,下一层金属落进坑里,线在这里变细。凹得不匀,有的孔高、有的孔低,同一条线上的接触电阻散开。凹度用截面量。只看孔和孔之间的钨有没有磨断,凹度已经出带子也不知道。高度图要把边缘一圈放进去。
含氟的气体如果从薄金属的针孔钻下去,会把孔底的硅咬出一个坑,坑上面的钨是悬空的。顶视图里这个坑像一个亮点,截面里能看见钨和硅之间空了一截。针孔要在底角和孔底找。只把孔口那一层加厚,底角的针孔还在,坑还会出现。
密集的深孔和孤立的浅孔吃气不一样。密集处气体更新慢,底上更难长满,口也更容易先封。只剖孤立的大孔,产品里最密最深的那一组会留下空腔。放行剖最小开口、最深的那一组。大孔只用来看机台有没有漂。
一根塞子若断在半截,上面的线就到不了下面的硅。断的原因可能是孔口先封、底是空的,也可能是磨的时候把有缝的塞子撕掉了半截。两种在电学上都是开路。截面能分开:空腔的口是圆滑封住的,底下空着;撕开的断面是后来才缺的,旁边还能看见缝的痕迹。改错步骤,另一种断法还在。
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片内要分开看三件事:孔底有没有空腔,纵缝宽不宽,磨完凹了多少。空腔成环,先查气体能不能进到中心那些深孔。凹度成扇,先查磨的时候压力在片子上的分布。两项叠在一起,会有一个区域又高电阻、又有开路。只加填钨时间,磨出来的凹度还在。
换气瓶或清腔之后,成核和生长速率会跳。刚清完的前几片当陪片。壁上掉下来的膜落进孔里,会挡住孔底,留下一个填不满的孔。按片数清理。清完不跑陪片,第一片正式片的空腔常常整片偏多。陪片的缝宽不要写成正式片的目标。
电阻偏高时要分开看。是钨没填实、纵缝太宽,还是孔底夹了氧化,或是薄金属太厚把孔径吃掉了。这几种在电阻数字上很像。截面能看见空腔、缝和底上的界面。电学能看见是整片偏高,还是少数孔直接开路。两项对上再改气体。不要只加生长时间,快封口的孔会先把空腔关死。
监测孔如果比产品孔宽很多、浅很多,它填得实,不代表产品孔也实。宽孔的气体进得去,口也不容易先封。放行用和产品最小孔同一套图形。宽孔只适合看这一炉有没有明显漂,不适合判定深孔能不能往下送。
缺口旁边的气流常常偏一截,深孔更容易在那里留下空腔或更宽的缝。只抽片子中心,缺口旁的一圈要到电学才暴露。抽样把缺口旁边的密集孔放进去。中心是实的、缺口旁是空的,不能按中心放行。
塞子和上面金属线的交界要落在钨上,不能落在凹坑的侧壁上。凹得刚好在限度内,线还能整面压住塞子。凹过了,线只搭到坑的一圈边,接触面积变小,电流从这一圈挤过去。所以凹度不只是形貌问题,它决定下一层能不能接上。截面要把塞子顶面和介质表面的高度差量出来。
同一片上开口不同的孔,填满所需要的时间不同。时间按最小最深的孔来定,宽孔会先填满并在表面堆高。表面堆得太高,磨的时间就要加长,深孔里的塞子又可能被多磨掉一截。所以填钨的时间和磨的时间要对着同一套最小孔一起定,不能各写各的。
整条链路是:孔底是干净的硅或硅化物,薄金属在底、壁、底角都连着,钨从底长上来且口没有先封死,中心的缝窄到磨的时候撕不开,磨完只留下孔里的塞子,凹度进带子。顶视图里孔口是亮的,截面里底下是空的,就不要把这片送去后面。
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