濕制程工藝探討
集成電路濕法工藝的目的:
半導(dǎo)體集成電路制程主要以20世紀(jì)50年代以后發(fā)明的四項(xiàng)基礎(chǔ)工藝(離子注入、擴(kuò)散、外延生長及光刻)為基礎(chǔ)逐漸發(fā)展起來的。
由于集成電路內(nèi)各元件及連線相當(dāng)微細(xì),因此制造過程中,如果遭到塵粒、金屬的污染,很容易造成晶片內(nèi)電路功能的損壞,形成短路或斷路等,導(dǎo)致集成電路的失效以及影響幾何特征的形成。
濕法工藝作用是在不破壞晶圓表面特性及電特性的前提下,有效地使用化學(xué)藥液清除殘留在晶圓上之微塵、金屬離子、自然氧化層及有機(jī)物之雜質(zhì)。

I C 芯片清洗工藝分類:


SC1清洗(Standard clean1):
目的:主要是去除顆粒沾污(粒子)也能去除部分金屬雜質(zhì)。
?SC1 成分組成: ??NH4OH: H2O2: H2O=1:2:50 ?30~50C
去除顆粒的原理:
硅片表面由于H2O2氧化作用生成氧化膜(約6nm呈親水性),該氧化膜又被NH4OH腐蝕,腐蝕后立即又發(fā)生氧化,氧化和腐蝕反復(fù)進(jìn)行,因此附著在硅片表面的顆粒也隨腐蝕層而落入清洗液內(nèi)。
SC1槽通常使用兆聲波方式。兆聲清洗時(shí),由于兆聲加速度作用,能去除 ≥ 0.2 μm 顆粒,而且又可避免超聲洗晶片產(chǎn)生損傷。
SC2清洗(Standard clean1) :
目的:用于去除硅片表面的鈉、鐵、鎂、鈣等金屬沾污。在室溫下SC2就能除去Fe和Zn。
SC2 成分組成: ??HCL: H2O2: H2O=1:1:50 ?30~50C
去除金屬離子的原理:
鹽酸中氯離子與殘留金屬離子發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)形成易溶于水溶液的絡(luò)合物,可從硅的底層去除金屬污染物。
SC2清洗發(fā)展趨勢:
根據(jù)報(bào)道,經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)HF+H2O2液清洗去除金屬的能力比較強(qiáng),在一些IC芯片制造廠,常使用HF+H2O2來代替SC2清洗。
自然氧化層刻蝕-HF Etch:
DHF可以去除硅片表面的自然氧化膜,因此,附著在自然氧化膜上的金屬將被溶解到清洗液中,同時(shí)DHF抑制了氧化膜的形成。因此可以很容易地去除硅片表面的Al,F(xiàn)e,Zn,Ni等金屬,DHF也可以去除附著在自然氧化膜上的金屬氫氧化物。
DHF 成分組成: ??H2O:HF=100:1
在DHF濕法刻蝕后,硅晶圓片表面形成硅氫鍵,而呈現(xiàn)疏水性表面。 因此HF槽后用去離子水溢流(OFR)的方式?jīng)_洗表面殘留的HF酸
DHF對(duì)硅晶圓片表面的硅幾乎不腐蝕,HF對(duì)不同材料的刻蝕情況如下: PSG >> SiO2>> Si3N4 >>Si
氮化硅刻蝕(H3PO4 Etch) :
目的:用于去除作為硬掩膜的Si3N4層,為下一步工序做準(zhǔn)備。
刻蝕液:160C ?濃度87%左右的H3PO4溶液,在160C的H3PO4對(duì)Si3N4的刻蝕速率最高。
為了更好的控制這步反應(yīng)過程,一般使用2個(gè)H3PO4溶液槽來做刻蝕Si3N4的工藝。第1槽主要去處大部分的Si3N4層,第2槽用來做過刻蝕。
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