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1、专论与综述清洗世界2006,22(2):29-33CleaningWorld微电子工艺中硅衬底的清洗技术张远祥刘玉岭袁育杰(河北工业大学微电子所,天津300130)摘要:通过研究硅片表面颗粒的吸附原理,提出了优先吸附模型,并提出改进SC-1的配方,不仅能去除颗粒,而且能有效去除有机物。介绍一些操作方法更加简单、去除更加彻底以及更加环保的清洗新技术。通过分析微电子技术的发展要求,指出今后硅片清洗工艺的发展趋势。关键词:硅片;表面活性剂;微粗糙度;腐蚀;臭氧中图分类号:TN405文献标识码:ACleaningtechno
2、logyforsiliconsubstrateinmicroelectronicsZHANGYuanxiang,LIUYuling,YUANYujie(InstituteofMicroelectronics,HebeiUniversityofTechnology,Tianjin300130)Abstract:ThepriorityforabsorptionmodelsandtheimprovedprescriptionofSC-1wereproposedthroughresearchingtheprincipleof
3、theabsorptionofparticlesonthesiliconwafersurface.Theim2provedSC-1canremovenotonlytheparticlesbutalsotheorganicsubstanceeffectively.Somenewsili2conwafercleaningtechnologieswitheasieroperateing,morecompletelyremovalandwellenvironmentalprotectionweregiven.Thisarti
4、cledemonstratesthedevelopmenttrendofthetechnologyofsiliconwafercleaninginthefuturethroughanalyzingthedemandforthedevelopmentofmicroelectronicstechnology.Keywords:siliconwafer;surfactant;RMS;etching;O32在超大规模集成电路制造过程中,成长薄膜、扩底片上吸附物不多于500个/m×0112μm,金属污102散、光刻、刻蚀等各个
5、工艺过程要经过80多次清洗。染小于10atom/cm。此外,微电子技术发展到今微电子清洗是清洗过程中对环境、试剂、清洗参数要天,仅仅除去硅片表面上的沾污已不再是最终的要[1]求最高的清洗,它的清洗方法与技术及其清洗机求,在清洗过程中造成的硅片表面化学态、氧化膜厚[3]理均可提升和带动其他行业的清洗。由于ULSI集度、表面粗糙度等已成为同样重要的参数。目前,成度的迅速提高和器件尺寸的减小,对于硅片表面由于清洗不佳引起的器件失效已超过集成电路制造[2]沾污的要求更加严格,ULSI工艺要求在提供的衬中总损失的一半。通常硅片
6、表面的污染物主要为颗收稿日期:2005-11-23基金项目:天津市重点自然科学基金(043801211)作者简介:张远祥(1978-),男,江西省南康市人,在读硕士,主要研究超大规模集成电路工艺中硅衬底材料的清洗。清洗世界第2期粒、金属离子以及有机物(如图1所示)。键化学活性高,处于不稳定状态,极易与周围的分子或原子结合起来,这就是所谓的“吸附”。被吸附的杂质粒子并不是固定不动的,而是在其平衡位置附近不停地振动着,其中一些被吸附的杂质粒子由于获得较大的动能而脱离硅片表面,重新回到周围介质中去,这种现象称为“解吸”。与
7、此同时,在介质中图1硅片表面污染物示意图的另一些粒子又会在硅片表面重新被吸附。在一般1SC-1的原理分析以及改进方案情况下,硅片表面层所吸附的杂质粒子处于动态平衡状态。吸附可分为物理吸附和化学吸附。这两种1.1SC-1清洗液的去除机理吸附在许多性质上都有明显的差别,主要在于吸附硅片表面的颗粒去除主要用SC-1清洗液力的产生形式和大小的不同。对于物理吸附,其吸(APM)清洗,SC-1由NH4OH+H2O2+H2O组成。附力来自于固体和被吸附分子间得范得瓦斯引力,由于H2O2的作用,硅片表面有一层自然氧化膜而化学吸附则是
8、靠化学键力结合,这种成键的力在(SiO2)呈亲水性,硅片表面和粒子之间可用清洗液一定情况下是共价键力,但也或多或少地混合着离浸透。由于硅片表面的自然氧化层与硅片表面的硅被NH4OH腐蚀,因此附着在硅片表面的颗粒便落入子的相互作用力。化学吸附的吸附热比物理吸附要清洗液中,从而去除颗粒。在NH4OH腐蚀硅片表面大得多,而化学吸附具有小得多的平衡间距
