掃碼添加微信，獲取更多半導(dǎo)體相關(guān)資料引言 集成電路制造過程中通常使用的清洗化學(xué)物質(zhì)已經(jīng)使用了很多年。盡管已知各種清潔化學(xué)物質(zhì)對(duì)于當(dāng)前一代集成電路設(shè)計(jì)規(guī)則是有效的，但是對(duì)這些化學(xué)物質(zhì)的清潔機(jī)制和性能限制仍知之甚少。通過仔細(xì)的過程優(yōu)化和對(duì)清潔機(jī)制的理解，這些化學(xué)物質(zhì)通常可以被修改以保持或提高清潔效率，同時(shí)減少化學(xué)物質(zhì)的使用。最常見的清洗化學(xué)物質(zhì)包括用于去除重有機(jī)污染物、過渡金屬污染物和顆粒污染物的氧化水溶液。硫酸和強(qiáng)氧化劑如過氧化氫的混合物通常用于去除高分子量有機(jī)物(如灰化光刻膠)。 近年來，大量的努力集中在優(yōu)化SC-1和SC-2化學(xué)品的工藝性能上。已經(jīng)表明，這些化學(xué)物質(zhì)可以被充分稀釋，同時(shí)仍然保持高清潔效率。本文將討論SC-1清潔劑的優(yōu)化，以最大限度地減少顆粒和有機(jī)污染、環(huán)境影響和擁有成本。只要施加足夠的兆頻超聲波能量，稀釋SC1清洗就能有效去除顆粒。這通過最大限度地減少化學(xué)品使用、漂洗水使用和廢物處理，降低了擁有成本和環(huán)境影響。 實(shí)驗(yàn) 顆粒去除研究：實(shí)驗(yàn)面臨的污染挑戰(zhàn)是氮化硅顆粒，它是從氣溶膠中沉積出來的，粒徑范圍從0.11 pm(計(jì)量檢測下限)到0.30 Atm。用于這些實(shí)驗(yàn)的晶片是150毫米的Si，在稀釋的(1∶10∶130)SC-1化學(xué)中預(yù)先清洗，...
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掃碼添加微信，獲取更多半導(dǎo)體相關(guān)資料引言 氮化鎵發(fā)光二極管是異質(zhì)外延生長在不同的襯底上，如藍(lán)寶石和碳化硅，因?yàn)樯L塊狀氮化鎵有困難。藍(lán)寶石是最常用的襯底，因?yàn)樗某杀鞠鄬?duì)較低。然而，由于外延氮化鎵薄膜和藍(lán)寶石襯底之間晶格常數(shù)和熱膨脹系數(shù)的巨大失配，在平面藍(lán)寶石襯底上生長的氮化鎵導(dǎo)致高密度的位錯(cuò)缺陷(10±10厘米)。我們研究了氮化鎵(GaN)基發(fā)光二極管(LED)對(duì)性能增強(qiáng)的反應(yīng)機(jī)制，其生長在化學(xué)濕蝕刻圖案藍(lán)寶石襯底(CWE-PSS)上，該二極管在頂部表面具有v形坑特征。根據(jù)溫度依賴的光致發(fā)光(PL)測量和測量的外部量子效率，該結(jié)構(gòu)可以同時(shí)提高內(nèi)部量子效率和光提取效率。 實(shí)驗(yàn) 藍(lán)寶石襯底上的蝕刻圖案是排列的六方孔陣列。在這里，我們使用硫酸和磷酸的混合溶液(HSO：HPO)在300℃的工作溫度下蝕刻藍(lán)寶石基底。CWE-PSS的制造細(xì)節(jié)可以在其他地方找到。圖1(a)中顯示了CWE-PSS的俯視圖掃描電鏡圖像。單個(gè)孔的直徑為3m，晶格常數(shù)為7m。蝕刻孔深度為0.5m，中心為三角形平面，被三個(gè)平面面包圍。然后在低壓金屬-有機(jī)化學(xué)氣相沉積CWE-PSS上培養(yǎng)LED結(jié)構(gòu)。三甲基鎵(TMGa)、三甲基鈉(TMIn)和氨(NH)分別作為Ga、In、N前體，雙環(huán)戊二烯鎂(CpMg)和硅烷(SiH)作為...
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掃碼添加微信，獲取更多半導(dǎo)體相關(guān)資料在SOG旋轉(zhuǎn)/烘烤/固化步驟之間應(yīng)至少間隔一段時(shí)間。大多數(shù)SOG用戶“指定”在SOG沉積、烘烤和最終固化后不超過兩個(gè)小時(shí)。與大多數(shù)晶圓廠加工一樣，建議將晶圓儲(chǔ)存在干燥的環(huán)境中(濕度沉積的SOG薄膜緩慢地進(jìn)入和離開高溫固化爐是至關(guān)重要的。這防止了當(dāng)彼此接觸的具有不同熱膨脹系數(shù)的材料發(fā)生快速熱變化時(shí)可能發(fā)生的破裂。建議從300℃開始逐漸固化。SOG以比推薦值低得多的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，或者一個(gè)SOG的多個(gè)涂層可以產(chǎn)生超過推薦厚度的薄膜，并且在固化過程中容易破裂。這種趨勢隨著晶片表面形貌變得更加嚴(yán)重而增加。通常，當(dāng)需要更厚的膜時(shí)，可以找到替代的SOG來滿足需要。在最熱的烘烤之后，冷卻晶片可以被放置在冷卻板上，該冷卻板不工作或者被設(shè)置在室溫。設(shè)定為“冷”的真正冷卻板會(huì)過快冷卻晶圓，導(dǎo)致應(yīng)力和開裂。 當(dāng)需要更厚的膜時(shí)(通常通過掃描電鏡檢查確定)，可以采取兩種方法:1)沉積多層(通常是雙層)SOG，或(2)使用同一產(chǎn)品系列的較厚SOG。較低的第一烘烤板溫度(推薦溫度為80℃)允許溶劑更緩慢地離開SOG，允許SOG更大的流動(dòng)，并因此提供更好的平面化。較長的擴(kuò)散周期會(huì)導(dǎo)致仍然含有溶劑的SOG向邊緣移動(dòng)，降低平面度，并產(chǎn)生邊緣珠。更短的傳播周期（2-6或甚至低至1秒）。在3000轉(zhuǎn)/分鐘時(shí)，隨后停止(即10秒鐘)導(dǎo)致一些形貌上更好的平面化。雖然SOG被設(shè)計(jì)成在30...
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掃碼添加微信，獲取更多半導(dǎo)體相關(guān)資料引言 徹底消除半導(dǎo)體加工環(huán)境中所有可能的雜質(zhì)對(duì)于實(shí)現(xiàn)亞微米至更低亞微米特征尺寸的ULSI器件非常重要。很明顯，晶片表面上的殘留污染物應(yīng)該隨著圖案密度的增加而顯著減少。濕法化學(xué)工藝在超大規(guī)模集成電路制造技術(shù)中占有非常重要的地位。隨著超大規(guī)模集成電路器件圖案密度的增加，越來越需要無污染的清洗和干燥系統(tǒng)。對(duì)于通過化學(xué)溶液處理從硅r中去除顆粒污染物，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)NH OH-HCO溶液是極好的，并且溶液中NH OH的比率可以減少到標(biāo)準(zhǔn)比率的1/10，同時(shí)保持高的去除效率。通過降低NH，OH含量，將減少在NH 通過比較各種清洗方法的清洗效率，研究了顆粒物污染對(duì)李思-康表面清洗的影響。并且，為了實(shí)現(xiàn)無顆粒干燥系統(tǒng)，開發(fā)了IPA蒸汽干燥設(shè)備，在該設(shè)備中，在干燥區(qū)域完全消除了顆粒的產(chǎn)生，并且研究了影響晶片表面清潔度的因素。 實(shí)驗(yàn) 清潔實(shí)驗(yàn)：在人工污染的晶片上進(jìn)行晶片清洗實(shí)驗(yàn)。直徑為0.43 pm的聚苯乙烯乳膠球和直徑為0.5 pm的二氧化硅乳膠球分別用作有機(jī)和無機(jī)人工顆粒污染物。用于測試的硅片直徑為3英寸，取向?yàn)?1，0，0)p型(6-8ii-cm)或n型(3-5II-厘米)。將含有7×10-7×10’0顆粒/毫升的膠...
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掃碼添加微信，獲取更多半導(dǎo)體相關(guān)資料引言為了確保高器件產(chǎn)量，在半導(dǎo)體制造過程中，必須在幾個(gè)點(diǎn)監(jiān)控和控制晶片表面污染和缺陷。刷式洗滌器是用于實(shí)現(xiàn)這種控制的工具之一，尤其是在化學(xué)機(jī)械平面化工藝之后。盡管自20世紀(jì)90年代初以來，刷子刷洗就已在生產(chǎn)中使用，但刷洗過程中的顆粒去除機(jī)制仍處于激烈的討論之中。這項(xiàng)研究主要集中在分析擦洗過程中作用在顆粒上的力。這項(xiàng)方法著重于分析作用在顆粒上的力和力矩，以揭示擦洗過程中顆粒的去除機(jī)理。首次研究了刷洗過程中刷狀粗糙體/基底的接觸幾何形狀。然后用理論和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法確定不同潤滑方式下的力和力矩。最后，通過對(duì)力和力矩的分析，解釋了實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并找出了顆粒去除的機(jī)理。 實(shí)驗(yàn)測試晶片是200毫米p型硅，150納米氮化物層沉積在15納米襯墊氧化物上。使用前，使用O3-last Imec-clean清洗晶片。顆粒為膠體二氧化硅顆粒，直徑分別為20、34、78和126納米。晶片的受控污染是通過浸入pH ≈ 0(鹽酸)的顆粒污染浴中，然后過流沖洗和馬蘭戈尼干燥來實(shí)現(xiàn)的。基于霧度法，最終粒子表面濃度(σpsc)是通過使用光散射裝置測量晶片的霧度來確定的。 結(jié)果和討論潤滑制度：根據(jù)潤滑狀態(tài)，顆粒受到不同類型的機(jī)械力和力矩:邊界潤滑狀態(tài)下的接觸力(或力矩)，流體動(dòng)力潤滑狀態(tài)下的流體動(dòng)力(力矩)。因此，我們首先確定不同刷/晶片相對(duì)速度和壓力下的流體膜厚度...
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掃碼添加微信，獲取更多半導(dǎo)體相關(guān)資料引言 半導(dǎo)體制造過程中流入硅片表面的污染與器件的可靠性下降、晶體缺陷一起帶來良品率的減壓，因此控制這種污染的技術(shù)非常重要。因此，在半導(dǎo)體制造技術(shù)方面，污染控制技術(shù)，如設(shè)計(jì)技術(shù)和工藝技術(shù)等具有重要意義，一直在發(fā)展。作為污染控制技術(shù)的一部分，清潔技術(shù)在制造工藝上實(shí)際上一直被用作連接到晶片上的直接污染控制手段，半導(dǎo)體工藝約占清潔工藝的20%。事實(shí)上，為了穩(wěn)定地形成高質(zhì)量的超細(xì)薄膜，確保高選擇性的VLSI/ULSI制造技術(shù)，基于邀請晶技術(shù)的SI基板清洗變得非常重要。例如，晶片必須在熱氧化雜質(zhì)擴(kuò)散硅薄膜的外延生長、化學(xué)氣相沉積和其他熱工藝等工藝之前清洗干凈。目前，濕式清潔被廣泛使用，原因是它對(duì)從硅酮表面清除嘴、金屬污染物和自然氧化膜有效。但是，濕式清潔不僅需要大量的化學(xué)試劑和DI Water，而且因?yàn)榛瘜W(xué)試劑的廢棄成本高、有害，所以越來越接近其有用性的極限。 本方法通過SEM和XPS分析了在去除金屬污染源的清洗方法中，利用UV/O3代替等離子體、UV/Cl2、Vapor phase對(duì)硅片進(jìn)行精密清洗的方法，在臭氧和紫外線各自的清洗方法中，根據(jù)清洗時(shí)間，Vapor表面殘留物質(zhì)。 實(shí)驗(yàn) 圖1顯示了通過本實(shí)驗(yàn)使用的臭氧發(fā)生器、原料氣體...
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掃碼添加微信，獲取更多半導(dǎo)體相關(guān)資料引言 近年來，微米級(jí)低溫固體微粒的熱流體機(jī)械高功能性在應(yīng)用于高熱發(fā)射器件的超高熱通量冷卻技術(shù)領(lǐng)域受到關(guān)注。為了在先進(jìn)的納米技術(shù)領(lǐng)域有效利用這種低溫固體顆粒的高性能，我們實(shí)驗(yàn)室開發(fā)了一種新的物理半導(dǎo)體清洗方法，該方法采用低溫噴霧。 在本方法中，為了闡明微觀(SN2)顆粒行為的詳細(xì)機(jī)理，進(jìn)行了綜合計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)分析，以闡明傳統(tǒng)測量難以獲得的微觀低溫單固體顆粒傳熱機(jī)理。對(duì)于控制方程的表述，單個(gè)微SN2顆粒相變的熱流體動(dòng)力學(xué)行為由納維爾-斯托克斯方程、連續(xù)性方程和能量方程控制。這種現(xiàn)象的決定性特征是發(fā)生在SN2粒子和周圍氣相界面的強(qiáng)烈蒸發(fā)(以及后來的冷凝)。除了這些熱流體動(dòng)力學(xué)分析之外，還研究了微SN2噴霧在半導(dǎo)體晶片清洗技術(shù)中的應(yīng)用。從實(shí)驗(yàn)和數(shù)值兩個(gè)方面闡明了SN2粒子撞擊硅片抗熱機(jī)械去除清洗特性。特別研究了超高熱通量冷卻對(duì)有機(jī)材料熱收縮抗蝕劑去除性能的影響。此外，新發(fā)現(xiàn)了超聲霧化微固態(tài)氮對(duì)晶片超凈性能的影響。 實(shí)驗(yàn) 對(duì)于在本方法中使用的晶片樣品，檢查了正KrF光致抗蝕劑涂覆的多晶硅/柵極氧化硅/硅襯底的剝離性能。這些晶圓是按如下方式制造的。首先，熱氧化8英寸p型硅襯底，并在襯底上沉積6納米厚的柵極氧化硅層。使用LPCVD(...
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掃碼添加微信，獲取更多半導(dǎo)體相關(guān)資料引言 應(yīng)用兆頻超聲波能量去除顆粒已被證明是一種非常有效的非接觸式清潔方法。對(duì)晶片表面的清潔同樣重要的是干燥過程。一種非常常見的方法是高速旋轉(zhuǎn)干燥，但從減少顆粒和防止水痕的角度來看，這都是無效的。一種高性能的替代品是基于旋轉(zhuǎn)力和馬蘭戈尼力的“旋轉(zhuǎn)戈尼”干燥器。這兩種技術(shù)的結(jié)合為清洗和干燥晶片提供了有效的平臺(tái)。 這兩種技術(shù)的結(jié)合為清潔和干燥晶圓提供了一個(gè)有效的平臺(tái)。氧化后CMP清潔的結(jié)果表明，相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)清潔，減少COO和工具足跡。銅-cmp后巨氣清洗使用專有的清洗化學(xué)，然后“拮抗”干也是非常有效的顆粒去除。此外，有圖案的銅表面無腐蝕。 晶片表面的有效清潔是任何半導(dǎo)體工藝的重要部分。清潔中經(jīng)常被忽視的一個(gè)方面是清潔后的干燥。忽略干燥過程，清潔帶來的許多好處可能會(huì)喪失。因此，有效的清潔是干燥程序中必不可少的。 實(shí)驗(yàn) 所有兆頻超聲波清洗和干燥數(shù)據(jù)都是在維泰克金手指200毫米單晶片平臺(tái)上收集的。典型的轉(zhuǎn)子式干燥條件為300至500轉(zhuǎn)/分鐘，去UPW流速為200毫升/分鐘，N2流速為2毫升/分鐘，干燥時(shí)間小于25秒。以1800轉(zhuǎn)/分的速度旋轉(zhuǎn)干燥需要25秒。所有加工都在室溫去離子(19℃)下進(jìn)...
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掃碼添加微信，獲取更多半導(dǎo)體相關(guān)資料在半導(dǎo)體器件的制造過程中，兆聲波已經(jīng)被廣泛用于從硅晶片上去除污染物顆粒。在這個(gè)過程中，平面硅片被浸入水基溶液中，并受到頻率在600千赫-1兆赫范圍內(nèi)的聲能束的作用。聲波通常沿著平行于晶片/流體界面的方向傳播。兆頻超聲波清洗領(lǐng)域的大部分工作都是針對(duì)尋找兆頻超聲波功率和磁場持續(xù)時(shí)間等條件來優(yōu)化粒子去除。已知或相信在兆電子領(lǐng)域中有幾個(gè)過程是有效的，即微空化、聲流和壓力誘導(dǎo)的化學(xué)效應(yīng)。兆聲波可以想象為以音速傳播到流體中的壓力變化。當(dāng)聲波通過固體顆粒時(shí)，該波中的壓力梯度會(huì)對(duì)該顆粒施加作用力。本文的主要目的是從理論上研究與二階聲場相關(guān)的現(xiàn)象，如聲波流動(dòng)，特別是兆頻超聲波清洗過程中顆粒去除的施里希廷流動(dòng)。該理論研究由兩部分組成，即計(jì)算固體/粘性流體界面處的時(shí)間相關(guān)(一階)聲位移場，然后計(jì)算時(shí)間無關(guān)(二階)壓力場。在典型的兆頻超聲波清洗槽中，一次清洗幾個(gè)晶片。晶片在盒子中彼此平行排列。兆聲波傳播通過的介質(zhì)是不均勻的，因此可以簡單地表示為由水基流體層分開的交替硅板組成的層狀復(fù)合材料。因?yàn)榫睆矫黠@大于兆聲波的波長，所以層狀復(fù)合材料在這里被視為在平行于晶片/流體界面的方向上是無限的。此外，為了簡化模型，我們將固體介質(zhì)視為各向同性的。在本文中，我們考慮兩種多層幾何形狀。首先，我們研究了入射聲波和由硅和水組成的兩個(gè)半無限同質(zhì)介質(zhì)之間的單個(gè)界面之間的相互作用。這個(gè)系統(tǒng)將...
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掃碼添加微信，獲取更多半導(dǎo)體相關(guān)資料引言 在鑲嵌集成方案中，銅被用作互連材料。在鑲嵌集成方案中，通過等離子體工藝的蝕刻處理導(dǎo)致形成聚合物殘留物、在電介質(zhì)側(cè)壁上濺射的銅、通孔底部的銅氧化以及硬掩模表面的銅沉淀。為了去除這些雜質(zhì)，必須進(jìn)行通孔后蝕刻清洗。 我們測試了幾種由稀釋的氟化氫和有機(jī)酸組成的含水清洗溶液。稀釋的氟化氫主要用于去除聚合物殘留物和有機(jī)酸，以清潔銅表面。這些混合物已經(jīng)被研究過，并且與幾種多孔和致密的ULK材料相容。本文研究了稀氫氟酸溶液中有機(jī)酸和氣泡對(duì)銅和氧化銅溶解速率的影響。首先，通過X射線反射儀表征確定的銅溶解動(dòng)力學(xué)獲得氧化銅和銅蝕刻速率和粗糙度。其次，進(jìn)行形態(tài)計(jì)算以解釋作為溶液和氣體鼓泡的函數(shù)的銅蝕刻速率差異。 實(shí)驗(yàn) 通過在硅襯底上100-150的TiN層上沉積500的銅(PVD)層來制備200 mm樣品。將銅晶片暴露在潔凈室氣氛中，以獲得幾埃(35至40埃)的氧化銅膜。測試了幾種含有3.5重量%有機(jī)酸或稀釋的0.05重量%氟化氫加3.5重量%有機(jī)酸的溶液(水基化學(xué))(表1)。通過O2或N2氣體鼓泡來調(diào)節(jié)溶液中的氣體含量。 表1 測試的清洗溶液 對(duì)于動(dòng)力學(xué)研究，將相同的銅樣品在25℃的溶...
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