半导体晶片的湿蚀方法、清洗和清洁

关键词

晶圆清洗 电气 半导体

引言

半导体器件的制造是从半导体器件开始广泛销往市场的半个世纪 前到现在为止与粒子等杂质的战斗。半个世纪初，人们已经了 解了什么样的杂质会给半导体器件带来什么样的坏影响。

作为半导体器件制造中的杂质，大致可以分为粒子、残渣、金属 、有机物。粒子会妨碍布线图案的正常形成，引起信号开路不 良和短路不良。另外，干蚀刻生成的聚合物生成物等残渣，如 果没有完全除去，同样会引起信号开路不良、短路不良，还有配 线接触电阻大导致的动作速度降低。关于金属杂质，虽然重金 属、碱金属等对半导体器件的影响有差异，但一般来说，在栅极氧化膜的耐压恶化结方面 引起线接触电阻大导致的动作速度降低、布线图案破坏导致的 开路短路不良、布线接触电阻大导致的动作速度降低。

通过与半导体器件制造相关人员的巨大努力，关于金属杂质和 有机物杂质，通过药液清洗解决的部分很多，现在作为一个大 问题还没有被公开特写。但是，关于粒子（含有的残渣），即使 在现在也是使半导体设备的成品率下降的最大原因。

实验

半导体设备的制造是半个世纪前到现在与粒子的战斗。坦然笼统地说是粒子，但其产生源却是多方面的。关 于大气中的尘埃，通过洁净室建设、晶片搬运自动化、SMIF、 FOUP等局部搬运箱得到了大幅解决。现在，粒子的主要产生源 被认为是制造半导体设备的装置。

关于晶片端面部的湿蚀刻，比较是比较新被关注并被釆用的技术。第一个契机

,调查了半导体器件成品率下降的原因但是，膜从晶片端面部剥离出来的。很多膜种会被层积，特别是晶片端面部是膜应该容易被释放的场所，而且，各膜种类之间密合性不一定强的情况下，很容易膜被剥离。特别是在CMP工序后膜剥离容易发生事故。因此，作为对策，端面部的膜被剥离在剥落之前，要把膜除去。例如氧化膜系膜用氟化氢酸液蚀刻，Ti等金属膜系膜用氢氟酸和硝酸的混合药液等蚀刻

图一，镜片端部的膜剥离

关于硅片的清洗方法

首先是粒子去除（清洗），通常使用

化学溶液是氨和双氧水的混合液。省略吧

被称为亚马逊 混 比率、液体温度、清洗时间等为各公司的技术诀窍 但是，一般为氨:过氧化氢:纯水=1：1~

10:20-100 .温度40~70。。使用的清洗时间为30秒~4分钟。

最近备受瞩目的是臭氧水和氢气水等功能水 是用清洗。由于APM等药液的使用成本很髙， 以削减费用为目的，有些公司已经开始釆用功能水 好像有很多。另外，还附带药液费用、排水,排气等 从谋求减轻设备的生态观点来看，今后也会更加受到关注 多使用含氢水溶液的混合液（简称SPM）。为了提高氧化效率，在60V以 上的高温下使用。另外，具有仅次于氟的高氧化潜力的臭氧水（臭氧浓度 约lOppm, 25V以下）也从高性能和降低成本的观点出发，似乎正在被广 泛釆用。

结论

简单记述了晶圆的湿蚀刻法、清洗和清洁度。 在半导体器件制造中，从创立时期到现在，与粒 子等杂质的斗争在将来也不会改变吧。我们认 为，与该粒子的战斗中最重要的工序是清洗，今 后也会越来越受到重视。清洗技术如果每天不 进步，有可能会受到某一天半导体设备因成品率 低下而无法制造的致命伤害。为了不出现这样 的事态，我非常期待相关人员的活跃表现。