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引言
? ? ? 隨著集成電路結構尺寸的縮小，顆粒對器件成品率的影響變得越來越重要。為了確保高器件產(chǎn)量，在半導體制造過程中，必須在幾個點監(jiān)控和控制晶片表面污染和缺陷。刷子洗滌器是用于實現(xiàn)這種控制的工具之一，并且它們已經(jīng)成為當今晶片清潔應用的主要工具之一。
? ? ? 本文重點研究了納米顆粒刷洗滌器清洗過程中的顆粒去除機理并研究了從氮化物基質(zhì)中去除平均尺寸為34nm的透明二氧化硅顆粒的方法。在洗滌器清洗后，檢查晶片上顆粒徑向表面濃度的均勻性，然后分析了加工時間對顆粒去除的影響?；跐L動和提升去除機理，建立了一些初始模型來描述洗滌后顆粒徑向表面濃度的變化。通過這樣做，確定了在不同洗滌條件下洗滌的去除機理。最后，本文提出了關于粒子去除機理的一些實驗證據(jù)。
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實驗
? ? ? 晶圓的控制污染采用浸沒式污染程序，然后進行過度沖洗和馬蘭戈尼干燥。顆粒為34±6nm二氧化硅澄清漿液顆粒，襯底為氮化硅。使用前，在自動濕式工作臺中使用O3-last IMEC清潔器清潔晶片。污染后，顆粒表面濃度為1.6 × 1010 #/cm2，相當于16%的表面積被顆粒覆蓋。
? ? ? 通過根據(jù)晶片的顆粒表面濃度與晶片添加的薄霧之間的比例來測量晶片的薄霧來研究顆粒表面濃度。最終的顆粒去除效率(PRE)采用以下公式計算。
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? ? ? 在刷刷過程中，晶片以ω的角度速度旋轉(zhuǎn)（見圖2）。根據(jù)圖2，刷與所有x晶片的接觸面積是相同的。在一次清洗旋轉(zhuǎn)循環(huán)中，實際清洗時間τ(x)為：
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圖2 刷式洗滌器清洗橫向示意圖
結論
? ? ? 擦洗是一個不均勻的過程：首先在晶片中心實現(xiàn)一個清潔的區(qū)域，并隨著處理時間的增加而延伸到晶片邊緣。通過研究洗滌后顆粒的表面徑向濃度，研究了顆粒的去除機理。在滾動和提升移除機制的基礎上，采用三種模型（滾動模型、提升模型、提升+滾動模型）來預測顆粒徑向表面濃度隨洗滌時間的變化。滾動+提升模型是描述洗滌時顆粒去除行為的最佳模型。滾動和提升都被認為是在刷子洗滌器清洗過程中的顆粒清除機制。滾動更負責靠近晶圓中心的區(qū)域的顆粒清除，清洗時間短，低刷/晶片壓力，而提升更負責靠近晶圓邊緣的區(qū)域的顆粒清除，清洗時間長，高刷/晶片壓力。