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摘要

? ? ? 對在SPEL中使用不同的浸沒方法清洗的硅晶片進(jìn)行了比較研究。所生產(chǎn)的盈余已經(jīng)通過各種方法進(jìn)行了評估。使用這些清洗后獲得的結(jié)果被報(bào)告，并顯示與文獻(xiàn)中描述的結(jié)果一致。最佳清潔是RCA描述的。

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介紹

? ? ? 在集成電路制造之前和制造過程中清洗硅片對于器件的性能至關(guān)重要。任何清潔過程的目的都是去除污染物并產(chǎn)生一個(gè)沒有微粒的表面。然而，裸露的硅具有很強(qiáng)的反應(yīng)性，因此在大多數(shù)情況下，清潔后的表面會迅速氧化，并被一層薄氧化膜覆蓋。在本文中，“干凈”的硅晶片將是已經(jīng)通過適當(dāng)?shù)那逑闯绦虿⒈辉撨^程最后階段形成的薄氧化物覆蓋的晶片。

實(shí)驗(yàn)

? ? ?實(shí)驗(yàn)使用的晶片主要為2“<100>CZO.lohmcmn型磷摻雜，然而，其他晶圓在適當(dāng)?shù)那闆r下被用于比較目的。對收到的批次進(jìn)行清理。除氫氟酸外，所使用的化學(xué)品均為由BDH提供的阿里星級。為了模擬中間裝置處理步驟后的清洗，某些晶片被清洗，然后使用常規(guī)爐在1150C的干燥氧中氧化，產(chǎn)生氧化物1OOOA厚，然后進(jìn)行第二次清洗和表面分析。

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結(jié)果

? ? ? 從制造商收到的晶片被薄氧化物覆蓋，拋光后生長。如果不采用光譜橢圓測量法，該薄膜的厚度很難絕對測量。本研究中測量的厚度結(jié)果一致可接受的值約為15a。硅晶片是親水性的，因?yàn)檫@種天然的氧化物涂層，但在HF（1：50高頻在水中）15s蝕刻足以去除這留下的疏水硅。在正常的大氣條件下，裸硅表面反應(yīng)迅速，大約151厚的氧化物薄膜改變。

討論

? ? ? 這些實(shí)驗(yàn)中使用的清潔程序都指在產(chǎn)生“干凈”的硅表面 。因此，比較本文中使用的三種清潔劑的相對優(yōu)點(diǎn)是有用的。硫酸過氧化氫清潔劑，據(jù)說在去除有機(jī)物和金屬方面幾乎和RCA配方一樣有效，但產(chǎn)品不那么易揮發(fā)。在這項(xiàng)研究中，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)從晶片表面去除碳是最有效的。雖然在這項(xiàng)研究中沒有發(fā)現(xiàn)明顯的跡象，但是硫酸也有硫沉積的風(fēng)險(xiǎn),并且混合物被認(rèn)為具有潛在的危險(xiǎn)。

? ? ? 在SPEI清洗中，這是漂洗和甩干之前的最后一步。這提出了幾個(gè)潛在的問題:（1）對于新的硅晶片，這種高頻蝕刻完全去除了存在的天然氧化物，留下了高反應(yīng)性的裸露硅表面。無論隨后實(shí)驗(yàn)室環(huán)境如何，這種物質(zhì)都會迅速再氧化。如果HF蝕刻在浴2之前，則氧化膜在溶液中的受控條件下重新形成。（2）很難獲得純度很高的氟化氫，因此，如果在最后的清洗步驟中使用這種試劑，會有殘留污染的風(fēng)險(xiǎn)。氟化氫也被懷疑會在陽極氧化過程中留下污染物，形成多孔硅o相比之下，如果如 RCA 最初提出的，在槽2之前進(jìn)行HF蝕刻，那么如此產(chǎn)生的裸露硅表面暴露于槽2的試劑，因此硅本身中的金屬污染物應(yīng)該比存在氧化膜時(shí)更有效地被去除。

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? ? 此外，如果氟化氫留下任何雜質(zhì)，那么它們也應(yīng)該在隨后通過槽 2的作用而被去除。

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結(jié)論

? ? ? 硅片已經(jīng)使用描述的各種配方進(jìn)行了清洗，表面質(zhì)量主要通過xps進(jìn)行評估。作為這些研究的結(jié)果，我們決定使用固相萃取中的RCA清潔劑作為新的和部分的標(biāo)準(zhǔn)加工過的晶片。

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