RCA清洁变量对颗粒去除效率的影响

摘要

在湿化学加工中，制造需要表面清洁度和表面光滑度。有必要完美地控制所有工艺参数，特别是对于常见的清洁技术RCA clean (SC-1和SC-2) [2]。本文讨论了表面处理参数的特点及其影响。硅技术中RCA湿化学处理的特性基于SC-1和QDR的处理时间、温度、浓度和兆频超声波功率。提出了一种通过增加湿法清洗化学过程的变量来改进晶片表面制备的方法。

介绍

对SC-1和QDR的加工时间、温度、浓度和兆频超声波功率的影响进行了广泛的研究.这些研究表明，对颗粒去除效率影响最大的主要因素是兆频超声波功率，其次是温度和浓度，SC-2的影响较小在湿式台式处理机中进行了-项统计设计实验。 本文将提出一种晶片表面制备RCA配方，该配方基于适合SC-1和QDR以及SC-1温度的兆频超声波功率，具有最佳的粒子去除效率。

实验

通过在氢氟酸浴中和在带有旋转干燥干燥器的抗蚀工具类型中处理晶片，晶片被有意地预污染。HF会使晶圆表面变成疏水性，排斥水，容易吸引颗粒。典型的污染从100-2000个粒子不等，粒子阈值为0.13和0.16 Pm。由于前处理很大程度上取决于初始计数和晶圆的初始条件(污染前的清洗)，晶圆是针对每个DOE条件随机选择的。对污染晶片的所有实验都是在同一批次的样品上进行的。

三个晶片被用于槽1、25和50，中间有虚拟氧化物涂覆和蚀刻的晶片，以模拟实际生产条件并提供具有挑战性的污染水平，因为虚拟晶片包含可能转移到裸硅晶片的蚀刻副产物。使用SP1,一种基于激光的粒子计数器来检测粒子水平，来获取前后扫描数据。SP1绘制了一张雾霾地图。雾度是暗场检查过程中激光散射产生的低频信号，可以反映晶圆加工引起的表面均匀性或粗糙度的微小变化。将使用JMP软件通过可变性图表进一步分析数据， 以确定颗粒去除效率的重要因素。

结果

结果表明，与SC-2工艺相比，0.06um及以 上的颗粒具有更高的颗粒去除效率。对于0.13um及以上的颗粒，颗粒去除效率无显著差异。当溶液的pH减小[5]时，粒子和衬底之间的zeta电势增加。因此，在SC-2工艺条件下，颗粒在酸化学中的再沉积会降低颗粒的去除效率。SC-1清洗后的SC-2清洗并不是一个理想的工艺顺序。但是，SC-2化学物质对于去除产生的金属污染是有用的。在对金属污染没有影响的过程中，需要跳过SC-2清洗。

结论

以SC-1化学为主的兆频超声波能量获得了优异的PRE。兆频超声波能量和化学稀释有助于在不增加表面粗糙度的情况下去除颗粒。声能可以用来平衡SC-1化学的低浓度和较短的处理时间。根据统计设计的实验，在这些实验中观察到SC-1温度是使用SC-1型化学去除颗粒的第二个主要因素。浴温也有助于改变功率对SC- 1稀释和短加工时间去除颗粒的影响.消除SC-2工艺也改善了PRE。这大大减少了化学品的消耗，同时提供了下一代集成器件所需的先进工艺结果。这一发展的主要成就是用高温、短浸泡时间和适当的兆频超声波功率稀释SC- 1来优化预浓缩。对于半导体制造商来说，使用大量稀释的化学物质具有显著的成本节约效果。化学品用量的减少也降低了废水处理的要求，从而形成了一种环保的制造模式。