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摘要

? ? ? 研究了各種金屬污染物對(duì)薄柵氧化層完整性的影響，并根據(jù)它們?cè)诮Y(jié)構(gòu)中的最終位置進(jìn)行分類。提出了一種簡(jiǎn)化的清潔策略，與傳統(tǒng)的清潔順序相比，該策略具有高性能，同時(shí)具有成本效益，并且對(duì)環(huán)境的影響更小。最后，提出了一種用于去除光刻膠和有機(jī)蝕刻后殘留物的新型環(huán)保臭氧/去離子水工藝。

介紹

? ? ? 鑒于污染對(duì)器件性能和工藝良率的重要影響，很容易理解清洗是 IC 生產(chǎn)中最頻繁重復(fù)的步驟。在這些步驟中消耗了相對(duì)大量的去離子水和化學(xué)品，這導(dǎo)致了重要的生產(chǎn)成本并引起了嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題。因此，在過(guò)去幾年中，大量的研究工作致力于開(kāi)發(fā)性能更高、成本效益更高且對(duì)環(huán)境影響更低的清潔技術(shù)。

金屬污染的影響

? ? ? 研究了幾種常見(jiàn)于潔凈室材料（Na、Mg、Cr、Zn、Ni、V、Mn）或可能用于未來(lái)電介質(zhì)（Ti、Sr、Ba、Pt、Co、Pb）的污染物的行為。清潔硅晶片以獲得無(wú)污染的參考親水表面。通過(guò)旋轉(zhuǎn)含有 1 ppm 待研究污染物的 pH = 0.1 的酸溶液來(lái)施加污染物。由于元素的原子質(zhì)量不同，雜質(zhì)濃度在一個(gè)數(shù)量級(jí)上變化（圖 1）。

? ? ? 圖 1：污染后的雜質(zhì)濃度??略

簡(jiǎn)化的清潔過(guò)程

? ? ? 通過(guò)使用簡(jiǎn)化的清潔策略，例如 IMEC-clean（表 2），可以大大減少化學(xué)品和去離子水的消耗量，大多數(shù)清潔程序通常首先使用基于硫酸的混合物來(lái)去除有機(jī)污染物。清潔步驟。這也可以在 IMEC-clean 中完成，但從環(huán)境角度來(lái)看，在此步驟中使用臭氧化去離子水是更可取的。這是由于減少了化學(xué)品消耗，更重要的是減少了所需的去離子水總量，因?yàn)楸苊饬肆蛩嵩『罄щy的漂洗步驟 。

抗蝕劑和蝕刻后殘留物去除

? ? ? 開(kāi)發(fā)了一種新穎的環(huán)保工藝，用于去除光刻膠和有機(jī)蝕刻后殘留物。邊界層控制過(guò)程是使用一個(gè)封閉的石英容器來(lái)演示的，該容器只裝滿了少量的去離子水（如果合適，加入添加劑），足以完全浸沒(méi) O3 擴(kuò)散器。液體被加熱，晶片直接放置在其上方（未浸入），將晶片暴露在潮濕的 O3 環(huán)境中。與參考進(jìn)行比較，晶片直接放置在臭氧擴(kuò)散器上方并浸入液體中。因此，O2/O3 氣泡與表面接觸。測(cè)試結(jié)構(gòu)是通過(guò) CF4 等離子體蝕刻氧化物/SOG/氧化物疊層中的通孔來(lái)制備的，停止在 TiTiN/Al 上，或者通過(guò)過(guò)度蝕刻 TiTiN/Al 上的氧化物中的孔，產(chǎn)生大量的蝕刻后殘留物。

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圖 9：臭氧水溶液的反應(yīng)示意圖。

結(jié)論

? ? ? ??研究了金屬污染的影響。污染物根據(jù)它們?cè)诮Y(jié)構(gòu)中的最終位置進(jìn)行分類。事實(shí)證明，IMEC-clean 可以作為常用的 RCA-clean 的經(jīng)濟(jì)高效的替代品。提出了一種新型臭氧化去離子水基抗蝕劑剝離工藝。預(yù)計(jì)該工藝可以替代 IC 生產(chǎn)中的大多數(shù)基于硫的工藝步驟。

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