半導(dǎo)體制造工藝第3章清洗工藝(已修改)
2025-03-09 04:30 本頁(yè)面
【正文】 半導(dǎo)體制造工藝第 3章 清 洗 工 藝第 3章 清 洗 工 藝 引言 污染物雜質(zhì)的分類 清洗方法概況 常用清洗設(shè)備 —— 超聲波清洗設(shè)備 質(zhì)量控制 引言表 31 國(guó)際半導(dǎo)體技術(shù)指南 —— 清洗技術(shù) 引言表 31 國(guó)際半導(dǎo)體技術(shù)指南 —— 清洗技術(shù) 污染物雜質(zhì)的分類表 32 各種沾污的來(lái)源和相對(duì)的影響 污染物雜質(zhì)的分類 顆?！ ☆w粒主要是一些聚合物、光刻膠和蝕刻雜質(zhì)等。通常都是在工藝中引進(jìn)的，工藝設(shè)備、環(huán)境、氣體、化學(xué)試劑和去離子水均會(huì)引入顆粒。這些顆粒一旦粘附在硅表面，則會(huì)影響下一工序幾何特征的形成及電特性。根據(jù)顆粒與表面的粘附情況分析，其粘附力雖然表現(xiàn)出多樣化，但主要是范德瓦爾斯吸引力，所以對(duì)顆粒的去除方法主要以物理或化學(xué)的方法對(duì)顆粒進(jìn)行底切，逐漸減小顆粒與硅表面的接觸面積，最終將其去除?！∥廴疚镫s質(zhì)的分類 有機(jī)殘余物 有機(jī)物雜質(zhì)在 IC制程中以多種形式存在，如人的皮膚油脂、凈化室空氣、機(jī)械油、硅樹(shù)脂、光刻膠、清洗溶劑等，殘留的光刻膠是 IC工藝中有機(jī)沾污的主要來(lái)源。每種污染物對(duì) IC 制程都有不同程度的影響，通常會(huì)在晶圓表面形成有機(jī)物薄膜阻止清洗液到達(dá)晶圓表面，會(huì)使硅片表面無(wú)法得到徹底的清洗。因此有機(jī)殘余物的去除常常在清洗工序的第一步進(jìn)行?！∥廴疚镫s質(zhì)的分類 金屬污染物 IC制造過(guò)程中采用金屬互連材料將各個(gè)獨(dú)立的器件連接起來(lái)，首先采用光刻、刻蝕的方法在絕緣層上制作接觸窗口，再利用蒸發(fā)、濺射或化學(xué)氣相沉積（ CVD）形成金屬互連膜，如 Al?Si， Cu等，通過(guò)蝕刻產(chǎn)生互連線，然后對(duì)沉積介質(zhì)層進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光（CMP）。這個(gè)過(guò)程對(duì) IC制程也是一個(gè)潛在的沾污過(guò)程，在形成金屬互連的同時(shí)，產(chǎn)生的各種金屬沾污會(huì)影響器件性能，如在界面形成缺陷，在后續(xù)的氧化或外延工藝中引入層錯(cuò)， PN結(jié)漏電，減少少數(shù)載流子的壽命。除此以外，在整個(gè)晶圓的工藝制備過(guò)程中，所用的氣體、化學(xué)試劑、器皿、去離子水的純度不夠、設(shè)備本身的沾污以及操作人員所攜帶的金屬離子等都會(huì)對(duì) IC引入一些可動(dòng)離子沾污，這些離子大部分都是金屬離子，并且人是最大的引入源?！∥廴疚镫s質(zhì)的分類1)通過(guò)金屬離子和硅襯底表面的氫原子之間的電荷交換直接結(jié)合到硅表面，這種類型的雜質(zhì)很難通過(guò)濕法清洗工藝去除，這類金屬常是貴金屬離子，如金 (AU)，由于它的負(fù)電性比 Si高，有從硅中取出電子中和的趨向，并沉積在硅表面。2)金屬沉積的第二種機(jī)理是在氧化時(shí)發(fā)生的，當(dāng)硅在氧化時(shí)，像 Al、 Cr和 Fe等有氧化的趨向，并會(huì)進(jìn)入氧化層中，這種金屬雜質(zhì)可通過(guò)在稀釋的 HF中去除氧化層而去除。 污染物雜質(zhì)的分類 需要去除的氧化層 硅原子非常容易在含氧氣及水的環(huán)境下氧化形成氧化層。該層氧化物不是所需要存在的氧化層，它會(huì)阻止晶圓表面在其他的工藝過(guò)程中發(fā)生正常的反應(yīng)，它可成為絕緣體，從而阻擋晶圓表面與導(dǎo)電的金屬層之間良好的電性接觸，同時(shí)為了確保柵極氧化層的品質(zhì)，晶圓如果經(jīng)過(guò)其他工藝操作或者經(jīng)過(guò)清洗后（由于過(guò)氧化氫的強(qiáng)氧化力，
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