半導(dǎo)體晶片的濕蝕方法、清洗和清潔

關(guān)鍵詞

晶圓清洗 電氣 半導(dǎo)體

引言

半導(dǎo)體器件的制造是從半導(dǎo)體器件開始廣泛銷往市場(chǎng)的半個(gè)世紀(jì) 前到現(xiàn)在為止與粒子等雜質(zhì)的戰(zhàn)斗。半個(gè)世紀(jì)初，人們已經(jīng)了 解了什么樣的雜質(zhì)會(huì)給半導(dǎo)體器件帶來什么樣的壞影響。

作為半導(dǎo)體器件制造中的雜質(zhì)，大致可以分為粒子、殘?jiān)?、金?、有機(jī)物。粒子會(huì)妨礙布線圖案的正常形成，引起信號(hào)開路不 良和短路不良。另外，干蝕刻生成的聚合物生成物等殘?jiān)?果沒有完全除去，同樣會(huì)引起信號(hào)開路不良、短路不良，還有配 線接觸電阻大導(dǎo)致的動(dòng)作速度降低。關(guān)于金屬雜質(zhì)，雖然重金 屬、堿金屬等對(duì)半導(dǎo)體器件的影響有差異，但一般來說，在柵極氧化膜的耐壓惡化結(jié)方面 引起線接觸電阻大導(dǎo)致的動(dòng)作速度降低、布線圖案破壞導(dǎo)致的 開路短路不良、布線接觸電阻大導(dǎo)致的動(dòng)作速度降低。

通過與半導(dǎo)體器件制造相關(guān)人員的巨大努力，關(guān)于金屬雜質(zhì)和 有機(jī)物雜質(zhì)，通過藥液清洗解決的部分很多，現(xiàn)在作為一個(gè)大 問題還沒有被公開特寫。但是，關(guān)于粒子（含有的殘?jiān)?，即?在現(xiàn)在也是使半導(dǎo)體設(shè)備的成品率下降的最大原因。

實(shí)驗(yàn)

半導(dǎo)體設(shè)備的制造是半個(gè)世紀(jì)前到現(xiàn)在與粒子的戰(zhàn)斗。坦然籠統(tǒng)地說是粒子，但其產(chǎn)生源卻是多方面的。關(guān) 于大氣中的塵埃，通過潔凈室建設(shè)、晶片搬運(yùn)自動(dòng)化、SMIF、 FOUP等局部搬運(yùn)箱得到了大幅解決?，F(xiàn)在，粒子的主要產(chǎn)生源 被認(rèn)為是制造半導(dǎo)體設(shè)備的裝置。

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關(guān)于晶片端面部的濕蝕刻，比較是比較新被關(guān)注并被釆用的技術(shù)。第一個(gè)契機(jī)

,調(diào)查了半導(dǎo)體器件成品率下降的原因但是，膜從晶片端面部剝離出來的。很多膜種會(huì)被層積，特別是晶片端面部是膜應(yīng)該容易被釋放的場(chǎng)所，而且，各膜種類之間密合性不一定強(qiáng)的情況下，很容易膜被剝離。特別是在CMP工序后膜剝離容易發(fā)生事故。因此，作為對(duì)策，端面部的膜被剝離在剝落之前，要把膜除去。例如氧化膜系膜用氟化氫酸液蝕刻，Ti等金屬膜系膜用氫氟酸和硝酸的混合藥液等蝕刻

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圖一，鏡片端部的膜剝離

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關(guān)于硅片的清洗方法

首先是粒子去除（清洗），通常使用

化學(xué)溶液是氨和雙氧水的混合液。省略吧

被稱為亞馬遜 混 比率、液體溫度、清洗時(shí)間等為各公司的技術(shù)訣竅 但是，一般為氨:過氧化氫:純水=1：1~

10:20-100 .溫度40~70。。使用的清洗時(shí)間為30秒~4分鐘。

最近備受矚目的是臭氧水和氫氣水等功能水 是用清洗。由于APM等藥液的使用成本很髙， 以削減費(fèi)用為目的，有些公司已經(jīng)開始釆用功能水 好像有很多。另外，還附帶藥液費(fèi)用、排水,排氣等 從謀求減輕設(shè)備的生態(tài)觀點(diǎn)來看，今后也會(huì)更加受到關(guān)注 多使用含氫水溶液的混合液（簡稱SPM）。為了提高氧化效率，在60V以 上的高溫下使用。另外，具有僅次于氟的高氧化潛力的臭氧水（臭氧濃度 約lOppm, 25V以下）也從高性能和降低成本的觀點(diǎn)出發(fā)，似乎正在被廣 泛釆用。

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結(jié)論

簡單記述了晶圓的濕蝕刻法、清洗和清潔度。 在半導(dǎo)體器件制造中，從創(chuàng)立時(shí)期到現(xiàn)在，與粒 子等雜質(zhì)的斗爭(zhēng)在將來也不會(huì)改變吧。我們認(rèn) 為，與該粒子的戰(zhàn)斗中最重要的工序是清洗，今 后也會(huì)越來越受到重視。清洗技術(shù)如果每天不 進(jìn)步，有可能會(huì)受到某一天半導(dǎo)體設(shè)備因成品率 低下而無法制造的致命傷害。為了不出現(xiàn)這樣 的事態(tài)，我非常期待相關(guān)人員的活躍表現(xiàn)。