西安交通大學微電子制造技術第六章硅片制造中的沾污控制(完整版)
【正文】 O2/H2O 有機物 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 電信學院 微電子學系 29 微電子制造技術 RCA清洗 RCA 清洗 (工業(yè)標準濕法清洗工藝 ， 由美國無線電公司 “ RCA”于 20世紀 60年代提出 )由一系列有序的浸入兩種不同的化學溶液組成： 1號標準清洗液 (SC1) 2號標準清洗液 (SC2) SC1清洗液是堿性溶液 ， 通過氧化或電學排斥起作用去除顆粒和有機物質 。 顆粒必須小于關鍵尺寸的一半 ， 否則就是致命缺陷 。 ? 超純去離子水通過反滲透 、 超過慮和細菌控制來實現(xiàn) 。 在這種溶液中金屬成為離子并容于具有強氧化效應的酸液中 。 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較高的級別 ， 如 10級 。cm， 簡稱 18MΩ 。 電信學院 微電子學系 21 微電子制造技術 硅片制造廠中的水 在芯片生產整個過程中 ， 要經(jīng)過多次的化學刻蝕與清洗 ， 每步刻蝕后都要經(jīng)過清水沖洗 。 凈化級別標定了凈化間的空氣質量級別 ， 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 。 電信學院 微電子學系 13 微電子制造技術 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 ，先進的檢查已經(jīng)被激光束掃描硅片表面所取代 。據(jù)估計 80％ 的芯片電學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鍵 。 凈化間沾污分為五類： ? 顆粒 ? 金屬雜質 ? 有機物沾污 ? 自然氧化層 ? 靜電釋放（ ESD） 電信學院 微電子學系 6 微電子制造技術 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) 電信學院 微電子學系 11 微電子制造技術 金屬雜質帶來的問題 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 管的電學特性 電子導電 + + Gate oxide Polysilicon
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