針對去離子水在晶片表面處理的應(yīng)用的研究

引言

隨著半導(dǎo)體科技的發(fā)展，在固態(tài)微電子器件制造中，人們對清潔基底表面越來越重視。濕法清洗一般使用無機(jī)酸、堿和氧化劑，以達(dá)到去除光阻劑、顆粒、輕有機(jī)物、金屬污染物以及硅片表面上的天然氧化物的目的。然而，隨著硅電路和器件結(jié)構(gòu)規(guī)模的不斷減小，英思特仍在專注于探索有效可靠的清潔方法以實(shí)現(xiàn)更好的清潔晶圓表面。

另一方面，為了滿足日益嚴(yán)格的低成本（氧化亞鈷）和高環(huán)境/安全監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)的要求，清潔技術(shù)的創(chuàng)新也迫在眉睫。此時，臭氧因其強(qiáng)大的氧化能力而受到重視，其原本通常應(yīng)用于廢水處理和飲用水消毒行業(yè)。

最近在半導(dǎo)體濕式清洗過程中引入的臭氧，受到了越來越多的關(guān)注，該技術(shù)在工業(yè)應(yīng)用中有很高的前景，可以滿足許多方面的需求。如圖1中的電位-pH圖所示，臭氧化超純水（UPW）比長期使用的硫酸、鹽酸、硝酸和氫氧化銨具有更高的還原氧化（氧化還原）電位。

圖1：臭氧水和半導(dǎo)體濕法加工中常用的一些化學(xué)品的電勢-pH關(guān)系

實(shí)驗(yàn)與討論

圖2：稀釋臭氧化學(xué)方法去除銅和銀

使用去離子水可以有效地去除晶片表面上的有害金屬，如銅和銀等。由于它們比硅具有更高的電負(fù)性，并且很容易通過氧化硅在晶片表面還原，因?yàn)檫@些金屬被證實(shí)是貴金屬。英思特發(fā)現(xiàn)，在3ppm臭氧化水中，預(yù)污染晶片上的這些金屬濃度從1013個原子/cm2下降到1010個原子/cm2的量級（圖2）。我們還注意到，0.01%的鹽酸與臭氧去離子水的混合物加速了銅的去除，但通過氯化銀顆粒再沉淀到晶片表面，誘導(dǎo)了較高的Ag濃度。

英思特公司研究了通過去離子水向裸硅晶片添加顆粒的方法，其結(jié)果顯示，在0.2μm時，每個晶片（PPW）平均添加12個顆粒，在0.16μm時添加約23PPW。硫酸處理晶片的高顆粒計數(shù)基本上與硫酸鹽殘留物引起的時間依賴性霧化有關(guān)。結(jié)果表明，顆粒污染程度明顯較低，去離子水處理的顆粒污染更低，表明與硫酸方法相比，去離子水技術(shù)是一種清潔、無沖洗的工藝。

結(jié)論

英思特研究表明，臭氧是一種強(qiáng)氧化劑，對晶片表面的制備具有經(jīng)濟(jì)效益。與傳統(tǒng)的濕法工藝相比，臭氧技術(shù)在晶片清洗和光刻膠剝離上的應(yīng)用表現(xiàn)出了優(yōu)于或至少同等的性能。

江蘇英思特半導(dǎo)體科技有限公司主要從事濕法制程設(shè)備，晶圓清潔設(shè)備，RCA清洗機(jī)，KOH腐殖清洗機(jī)等設(shè)備的設(shè)計、生產(chǎn)和維護(hù)。

審核編輯黃宇