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使用臭氧和HF清洗去除金屬雜質(zhì)的研究

華林科納半導體設備制造 ? 來源:華林科納半導體設備制造 ? 作者:華林科納半導體設 ? 2022-03-24 17:10 ? 次閱讀

本研究在實際單位工藝中容易誤染,用傳統(tǒng)的濕式清潔方法去除的Cu和Fe等金屬雜質(zhì),為了提高效率,只進行了HF濕式清洗,考察了對表面粗糙度的影響,為了知道上面提出的清洗的效果,測量了金屬雜質(zhì)的去除量,測量了漆器和表面形狀,并根據(jù)清潔情況測量了科隆表面特性。

本實驗使用半導體用高純度化學溶液和DI 晶片,電阻率為22~38 ohm~ cm,使用了具有正向的4 inches硅基底,除裸晶圓外,所有晶片均采用piranha+HF清洗進行前處理,清楚地知道紗線過程中易污染的Cu和Fe等金屬雜質(zhì)的去除程度。Cu金屬雜質(zhì)的人為污染量和各次清洗產(chǎn)生的金屬物凈產(chǎn)物的除糠量均被定為TXRF,其結果為圖1。有效地去除了Cu金屬雜質(zhì),通過不斷反復處理,Cu雜質(zhì)量減少到I×10" atoms/am左右。

從干氣化學角度考察這個結果如下,圖2顯示,在污名溶液中Cu以Cu~相狀存在,在這種人為污染溶液中浸泡SI FLE,形成了電化學電池,也就是說,污染溶液中的Cu2是通過對電子進行交聯(lián)的方法,通過Split 1清潔(HF-only)去除了界面上形成的SiO2,認為污染的Cu將從硅表面去除,但是,根據(jù)split 1清洗后Cu中的金屬雜質(zhì)顯示出約1×101’ATOMS/CML的殘留量,因此,HF清洗對Cu有效,未能過度去除,紫外線/臭氧鏟入的split 2清洗后,Cu等金屬雜質(zhì)水急劇減少,這是紫外線/臭氧處產(chǎn)生的反應性強的氧原子與硅表面上的Cu和硅反應,使Cu表面形成Cu2O等氧化膜,并與硅反應,形成SiO2氧化膜,結果Si/SiO2界面移動到Si內(nèi)部,SiO2膜在下一次HF清洗中被去除,金屬氧化物也被同時去除。

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?銅已從面上有效去除,表2是AFM測量銅的人為污染量及4種不同清洗下的表面粗糙度的結果,清洗后表面粗糙程度約為1.1A左右,結果是通過split 1(HF-only)清洗,銅和硅界面上存在的二氧化硅形成的凹陷和殘留的銅雜質(zhì),認為表面粗糙度沒有減少。HF清洗同時去除了這些氧化膜和金屬氧化物,認為表面粗糙度有所提高,被銅污染的晶片和紫外線/臭氧處理的晶片的曲面幾何體。

為了知道每次清洗的表面特性,測量了清洗后的接觸角度,紫外線/臭氧清潔形成親水表面是因為紫外線/臭氧處理形成的硅氧化膜和金屬氧化物,HF清洗去除了前處理中成型的氧化物,同時將硅表面終止為氫,因此結果顯示了疏水表面特性。 這是根據(jù)的金屬雜質(zhì)的殘留量用TXRF分解的結果,鐵的人為污染量約為6× 101atoms/cm左右,污染量比銅污染的情況低,如果對這個結果進行全電化學的考察,鹽溶液的pH值為2.28左右,E=-0.139V 所以根據(jù)圖表,污染溶液內(nèi)溶解FE,鐵離子~狀態(tài)穩(wěn)定存在,也就是鐵離子的標準氫電極 (-0.440V)是存在于污染溶液內(nèi)的,低于標準氫電極(0V)。

因此在鐵污染溶液內(nèi)浸泡Si不會發(fā)生Fe的還原反應,而是發(fā)生H-的還原反應。對氧化還原半熔的外延吸附量不同,通過清洗有效地清除,這種清洗越重復,金屬雜質(zhì)去除效果越好,表征粗糙程度也越大,反而更好。再次氧化殘留金屬雜質(zhì)并通過清洗去除,有效地去除了,同時表面粗糙度也有所改善。

審核編輯:符乾江

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