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摘要

? ? ? 半導(dǎo)體清潔技術(shù)是基于RCA清潔，它消耗大量的化學(xué)物質(zhì)和超純水。因此，這項(xiàng)技術(shù)導(dǎo)致了許多環(huán)境問題，目前正在研究一些替代方案，如電解水。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，用電解的水清洗故意污染的硅片。電解水在陽極和陰極中獲得，其氧化還原電位和pH分別為一1050mV和4.8、-750mV和10.0。電解水的惡化與空氣中溶解的二氧化碳濃度的變化有關(guān)。清洗顆粒過程中電解水的溢出與RCA清潔所能獲得的清潔相同。電子波清潔后，圖案晶片表面的粗糙度保持了接收晶片的粗糙度。在本研究中，RCA清潔消耗了約9-C的化學(xué)物質(zhì)，而電解水清潔只需要400m^HC1或600m￡NH4CI來清潔晶片。因此得出結(jié)論，電解水清洗技術(shù)對于在下一代半導(dǎo)體制造中釋放環(huán)境、安全和健康(ESH)問題非常有效。

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介紹

? ? ? 基于RCA清潔，已經(jīng)開發(fā)了許多旨在消除污染物的濕式清洗工藝。RCA清洗是指在相對較高的溫度下進(jìn)行高濃度化學(xué)處理的幾個(gè)步驟的過程。隨著硅晶片直徑的增大和半導(dǎo)體器件的縮小，清洗過程單元的數(shù)量增加，使RCA清洗過程中消耗的化學(xué)品和超純水(UPW)的數(shù)量大幅增加，生產(chǎn)成本也大大增加。為了解決這些問題，利用氫化超純水(H2-UPW)等功能水AA研究了先進(jìn)的清洗方法。

? ? ? 預(yù)計(jì)電子戰(zhàn)在半導(dǎo)體制造中的應(yīng)用將會增加，因?yàn)殡娮討?zhàn)的特性能夠比氫化UPW或臭氧化UPW等其他功能水得到更不同和準(zhǔn)確的控制。因此，本文引入電子戰(zhàn)研究了硅片清洗。

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實(shí)驗(yàn)

? ? ? 電解裝置由陽極、陰極和中間室三個(gè)室組成。本研究采用直徑為200mm、電阻率范圍為520Q-cm的p型、佐克拉爾斯基(CZ)晶片。為了制備故意污染的晶片(ICW)，將晶片浸入稀釋的高頻（2%）溶液中。然后將晶片浸在含有Ippb金屬雜質(zhì)的污染APM溶液中,鎳、銅和鐵。

? ? ? 硅晶片被氧化和硝化，然后形成圖案。帶圖案的晶片淺淬進(jìn)行隔離(STI)。經(jīng)過STI過程后，一組晶片被氧化，另一組不被氧化。用電子波清洗圖案晶片，以驗(yàn)證表面微粗糙度，并與RCA清洗進(jìn)行比較。

結(jié)果和討論

? ? ? 在本實(shí)驗(yàn)中，RCA和HPM清洗在65°C下應(yīng)用，分別包含約9-2和6-C的化學(xué)物質(zhì)，而EW在室溫下應(yīng)用，僅包括400m^HC1電解質(zhì)或600m￡NH4CI電解質(zhì)使用。電子戰(zhàn)化學(xué)品的消耗量是RCA或HPM清洗過程的1/221/10倍。通過在清洗過程中使用電子戰(zhàn)去除金屬，預(yù)計(jì)不僅可以節(jié)省化學(xué)品，而且還可以大幅減少UPW的沖洗量。

? ? ? 對圖案晶片進(jìn)行清洗，比較晶片表面與RCA清洗的微粗糙度變化。據(jù)觀察，電子戰(zhàn)清洗引起的表面粗糙度變化與傳統(tǒng)的RCA清洗一樣低。因此，EW清洗可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的RCA清洗進(jìn)行圖案晶片清洗，但EW清洗應(yīng)該優(yōu)化fbrGigaDRAM。

結(jié)論

? ? ? 超純水電解作為清洗介質(zhì)。所得到的陽極水和含NH4CI電解質(zhì)的陰極水的ORP/pH值分別為+1050mV/4.7和-750mV/9.8。電解后AW惡化，這似乎是由于電解水中二氧化碳過飽和所致。然而，它們的壽命維持了40分鐘以上，足以進(jìn)行清洗。用NH4CI電解質(zhì)產(chǎn)生的電解水(EW)對去除硅片表面的金屬雜質(zhì)非常有效。CW清洗導(dǎo)致的晶片表面的微粗糙度變化與RCA清洗一樣低。EW中化學(xué)物質(zhì)的濃度是RCA或HPM清洗過程的1/221/10倍。由此得出結(jié)論，電子戰(zhàn)清洗可以在未來的晶圓清洗中得到應(yīng)用。

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