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摘要
? ? ? 對(duì)在SPEL中使用不同的浸沒(méi)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(guò)各種方法進(jìn)行了評(píng)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(guò)程中清洗硅片對(duì)于器件的性能至關(guān)重要。任何清潔過(guò)程的目的都是去除污染物并產(chǎn)生一個(gè)沒(méi)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(huì)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(guò)適當(dāng)?shù)那逑闯绦虿⒈辉撨^(guò)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(duì)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(jí)。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(zhǎng)。如果不采用光譜橢圓測(cè)量法，該薄膜的厚度很難絕對(duì)測(cè)量。本研究中測(cè)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(duì)優(yōu)點(diǎn)是有用的。硫酸過(guò)氧化氫清潔劑，據(jù)說(shuō)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(méi)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(wèn)題:（1）對(duì)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(wú)論隨后實(shí)驗(yàn)室環(huán)境如何，這種物質(zhì)都會(huì)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(huì)有殘留污染的風(fēng)險(xiǎn)。氟化氫也被懷疑會(huì)在陽(yáng)極氧化過(guò)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(guò)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(guò)xps進(jìn)行評(píng)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(guò)的晶片。
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