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摘要

? ? ? 對(duì)來(lái)自不同供應(yīng)商的化學(xué)品進(jìn)行了清潔后殘留在硅晶片上的金屬污染水平的測(cè)試。在調(diào)查過(guò)程中，評(píng)估了來(lái)自三個(gè)供應(yīng)商的鹽酸和氫氧化銨以及來(lái)自四個(gè)供應(yīng)商的過(guò)氧化氫。在 RCA 標(biāo)準(zhǔn)溶液中清洗晶片，然后測(cè)量顆粒計(jì)數(shù)和金屬污染。全反射 X 射線熒光分析用于金屬污染測(cè)量。熱的氫氧化銨-過(guò)氧化氫混合物 (APM) 是一種有效的顆粒去除劑，會(huì)導(dǎo)致鐵沉積在硅上。沉積鐵的數(shù)量很大程度上取決于混合物中使用的過(guò)氧化物的質(zhì)量，可以通過(guò)使用更短的清潔時(shí)間來(lái)減少。在晶片上的金屬濃度和溶液中的金屬濃度達(dá)到平衡之前，晶片上鐵的沉積速率可能在短時(shí)間內(nèi)受到擴(kuò)散限制。APM 之后的鐵濃度對(duì)化學(xué)混合物的年齡不是很敏感。然而，在老化的化學(xué)混合物中沉積了更多的鋅。在熱鹽酸-過(guò)氧化氫混合物 (HPM) 之后，還發(fā)現(xiàn)了在 APM 之后觀察到的相同類型但較弱的鐵濃度對(duì)化學(xué)品供應(yīng)商的依賴性。鐵濃度要低得多。

濕化學(xué)

? ? ? ?在晶圓清洗中，最常用的是濕化學(xué)法。所謂的 RCA 清潔，基于過(guò)氧化氫的熱堿性和酸性混合物。廣泛應(yīng)用于硅工業(yè)（6）。氫氧化銨、過(guò)氧化氫和水的堿性混合物（也稱為“RCA 標(biāo)準(zhǔn)溶液 1”或“SC-1”或“APM”）可去除有機(jī)表面殘留物和多種金屬，對(duì)去除無(wú)機(jī)顆粒非常有效。酸性混合物、鹽酸和過(guò)氧化氫的水稀釋液（也稱為 4RCA 標(biāo)準(zhǔn)溶液 2 或“SC-2”或“HPM”）旨在去除堿離子和陽(yáng)離子，如 Al+3、Fe+3 和 Mg+ 3，在堿性溶液中形成不溶性氫氧化物 。

? ? ? 為了從晶圓表面去除重度有機(jī)污染物，如光刻膠殘留物，通常在清潔過(guò)程的開始階段使用熱硫酸和過(guò)氧化氫（也稱為“SPM”）進(jìn)行額外的清潔步驟。原始 RCA 清潔的另一個(gè)發(fā)展是稀釋的 HF 浸漬（也稱為“DHF”），它最常發(fā)生在 APM 和 HPM 步驟之間，以增強(qiáng)去除困在 APM 溶液中形成的氧化膜中的金屬。

實(shí)驗(yàn)性

? ? ? 在本研究中，我們研究了不同清洗步驟（SPM、APM、DHF 和 HPM）對(duì)殘留在硅片表面上的過(guò)渡金屬濃度（元素周期表中從 Ca 到 Zn）的影響。此外，我們還評(píng)估了不同供應(yīng)商提供的化學(xué)品。使用 Atomika XSA-8000 全反射 X 射線熒光分析 (TXRFA) 設(shè)備測(cè)量金屬濃度。測(cè)量了晶片中心的 0.5 cm2 區(qū)域。在中心，點(diǎn)污染的可能性很小，如果涉及化學(xué)純度，則給出可靠的結(jié)果，并且消除了可能由石英制成的樣品支架引起的交叉污染。報(bào)告的結(jié)果包括 2 到 4 個(gè)不同類型晶片的平均值，每個(gè)晶片的積分時(shí)間為 600 或 2400 秒。圖中標(biāo)注的測(cè)量誤差是金屬濃度測(cè)量平均值的 Ict 值。標(biāo)準(zhǔn)偏差是通過(guò)理論和多次重復(fù)相同的測(cè)量來(lái)估計(jì)的。

結(jié)論

? ? ? 只有氫氧化銨-過(guò)氧化氫混合物才能給出本研究中評(píng)估的化學(xué)溶液的低顆粒結(jié)果。然而，APM 溶液不太適合作為最后的清潔步驟，因?yàn)榇罅康蔫F、鋅和鋁很容易沉積在晶片上。抑制 APM 混合物中金屬污染的可能方法是使用更清潔的化學(xué)品，使用更短的最后一步清潔時(shí)間和化學(xué)品中合適的絡(luò)合劑，并使用比本研究中使用的更合適的溫度和化學(xué)品混合比組合。結(jié)果表明，APM 溶液中的鐵濃度與 APM 清潔后殘留在晶片上的鐵量之間存在平衡。

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