西安交通大學(xué)微電子制造技術(shù)第六章硅片制造中的沾污控制(完整版)
【正文】 O2/H2O 有機(jī)物 SC 1 (A P M) ? 氫氧化銨 /過氧化氫 /去離子水 NH4OH /H2O2/H2O SC 2 (H P M) ? 鹽酸 /過氧化氫 /去離子水 HCl /H2O2/H2O P ira nha (SP M) ? 硫酸 /過氧化氫 /去離子水 H2SO4/H2O2/ H2O 金屬 ( 不含銅 ) DHF ? 氫氟酸 /水溶液 ( 不能去除銅 ) HF /H2O DHF ? 氫氟酸 /水溶液 ( 不能去除銅 ) HF /H2O 自然氧化層 B H F ? 緩沖氫氟酸 NH4F /HF /H2O Table 電信學(xué)院 微電子學(xué)系 29 微電子制造技術(shù) RCA清洗 RCA 清洗 (工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)濕法清洗工藝 ， 由美國無線電公司 “ RCA”于 20世紀(jì) 60年代提出 )由一系列有序的浸入兩種不同的化學(xué)溶液組成： 1號標(biāo)準(zhǔn)清洗液 (SC1) 2號標(biāo)準(zhǔn)清洗液 (SC2) SC1清洗液是堿性溶液 ， 通過氧化或電學(xué)排斥起作用去除顆粒和有機(jī)物質(zhì) 。 顆粒必須小于關(guān)鍵尺寸的一半 ， 否則就是致命缺陷 。 ? 超純?nèi)ルx子水通過反滲透 、 超過慮和細(xì)菌控制來實(shí)現(xiàn) 。 在這種溶液中金屬成為離子并容于具有強(qiáng)氧化效應(yīng)的酸液中 。 微環(huán)境通常被控制到極端潔凈的凈化級別( )， 而凈化間本身可以是一個(gè)較高的級別 ， 如 10級 。cm， 簡稱 18MΩ 。 電信學(xué)院 微電子學(xué)系 21 微電子制造技術(shù) 硅片制造廠中的水 在芯片生產(chǎn)整個(gè)過程中 ， 要經(jīng)過多次的化學(xué)刻蝕與清洗 ， 每步刻蝕后都要經(jīng)過清水沖洗 。 凈化級別標(biāo)定了凈化間的空氣質(zhì)量級別 ， 由凈化室空氣中的 顆粒尺寸 和 密度 來表征 。10％ )中 ， 這種條件容易使較高級別的靜電荷生成 。 電信學(xué)院 微電子學(xué)系 13 微電子制造技術(shù) 自然氧化層 硅片如果暴露在室溫下的空氣或者含溶解氧的去離子水中 ， 硅片表面將被氧化 。 顆粒的檢測最簡單的方法是通過顯微鏡觀察 ，先進(jìn)的檢查已經(jīng)被激光束掃描硅片表面所取代 。據(jù)估計(jì) 80％ 的芯片電學(xué)失效是由沾污帶來的缺陷引起的 。 隨著芯片的特征尺寸為適應(yīng)更高性能和更高集成度的要求而不斷縮小 ， 控制表面沾污變得越來越關(guān)鍵 。 凈化間沾污分為五類： ? 顆粒 ? 金屬雜質(zhì) ? 有機(jī)物沾污 ? 自然氧化層 ? 靜電釋放（ ESD） 電信學(xué)院 微電子學(xué)系 6 微電子制造技術(shù) 顆 粒 顆粒是指能沾污在硅片表面的小物體 。 Heavy M e tals Alk ali M e tals I r on ( F e ) S odium ( Na ) C oppe r ( C u) P otassium ( K) Alumi num (Al) L it hium ( L i) C hr omi um (Cr) Tung sten (W ) Titanium ( Ti) 電信學(xué)院 微電子學(xué)系 11 微電子制造技術(shù) 金屬雜質(zhì)帶來的問題 Figure 可動離子沾污改變閾值電壓 + + + + + + + + + + + + + + + + + + Source Drain P silicon substrate Gate N+ N+ Vs +Vd +Vg 離子沾污改變晶體 管的電學(xué)特性 電子導(dǎo)電 + + Gate oxide Polysilicon
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