RCA清潔變量對顆粒去除效率的影響

摘要

在濕化學加工中，制造需要表面清潔度和表面光滑度。有必要完美地控制所有工藝參數(shù)，特別是對于常見的清潔技術RCA clean (SC-1和SC-2) [2]。本文討論了表面處理參數(shù)的特點及其影響。硅技術中RCA濕化學處理的特性基于SC-1和QDR的處理時間、溫度、濃度和兆頻超聲波功率。提出了一種通過增加濕法清洗化學過程的變量來改進晶片表面制備的方法。

介紹

對SC-1和QDR的加工時間、溫度、濃度和兆頻超聲波功率的影響進行了廣泛的研究.這些研究表明，對顆粒去除效率影響最大的主要因素是兆頻超聲波功率，其次是溫度和濃度，SC-2的影響較小在濕式臺式處理機中進行了-項統(tǒng)計設計實驗。 本文將提出一種晶片表面制備RCA配方，該配方基于適合SC-1和QDR以及SC-1溫度的兆頻超聲波功率，具有最佳的粒子去除效率。

實驗

通過在氫氟酸浴中和在帶有旋轉干燥干燥器的抗蝕工具類型中處理晶片，晶片被有意地預污染。HF會使晶圓表面變成疏水性，排斥水，容易吸引顆粒。典型的污染從100-2000個粒子不等，粒子閾值為0.13和0.16 Pm。由于前處理很大程度上取決于初始計數(shù)和晶圓的初始條件(污染前的清洗)，晶圓是針對每個DOE條件隨機選擇的。對污染晶片的所有實驗都是在同一批次的樣品上進行的。

三個晶片被用于槽1、25和50，中間有虛擬氧化物涂覆和蝕刻的晶片，以模擬實際生產(chǎn)條件并提供具有挑戰(zhàn)性的污染水平，因為虛擬晶片包含可能轉移到裸硅晶片的蝕刻副產(chǎn)物。使用SP1,一種基于激光的粒子計數(shù)器來檢測粒子水平，來獲取前后掃描數(shù)據(jù)。SP1繪制了一張霧霾地圖。霧度是暗場檢查過程中激光散射產(chǎn)生的低頻信號，可以反映晶圓加工引起的表面均勻性或粗糙度的微小變化。將使用JMP軟件通過可變性圖表進一步分析數(shù)據(jù)， 以確定顆粒去除效率的重要因素。

結果

結果表明，與SC-2工藝相比，0.06um及以 上的顆粒具有更高的顆粒去除效率。對于0.13um及以上的顆粒，顆粒去除效率無顯著差異。當溶液的pH減小[5]時，粒子和襯底之間的zeta電勢增加。因此，在SC-2工藝條件下，顆粒在酸化學中的再沉積會降低顆粒的去除效率。SC-1清洗后的SC-2清洗并不是一個理想的工藝順序。但是，SC-2化學物質(zhì)對于去除產(chǎn)生的金屬污染是有用的。在對金屬污染沒有影響的過程中，需要跳過SC-2清洗。

結論

以SC-1化學為主的兆頻超聲波能量獲得了優(yōu)異的PRE。兆頻超聲波能量和化學稀釋有助于在不增加表面粗糙度的情況下去除顆粒。聲能可以用來平衡SC-1化學的低濃度和較短的處理時間。根據(jù)統(tǒng)計設計的實驗，在這些實驗中觀察到SC-1溫度是使用SC-1型化學去除顆粒的第二個主要因素。浴溫也有助于改變功率對SC- 1稀釋和短加工時間去除顆粒的影響.消除SC-2工藝也改善了PRE。這大大減少了化學品的消耗，同時提供了下一代集成器件所需的先進工藝結果。這一發(fā)展的主要成就是用高溫、短浸泡時間和適當?shù)恼最l超聲波功率稀釋SC- 1來優(yōu)化預濃縮。對于半導體制造商來說，使用大量稀釋的化學物質(zhì)具有顯著的成本節(jié)約效果?；瘜W品用量的減少也降低了廢水處理的要求，從而形成了一種環(huán)保的制造模式。