書(shū)籍：《炬豐科技-半導(dǎo)體工藝》

文章：RCA 關(guān)鍵清潔流程

編號(hào)：JFSJ-21-036

作者：炬豐科技

介紹

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硅集成電路 (IC) 的制造需要 500-600 個(gè)工藝步驟，具體取決于設(shè)備的特定類型。大多數(shù)步驟都是在將完整晶片切割成單個(gè)芯片之前作為單元工藝執(zhí)行的。大約 30% 的步驟是清潔操作，這表明清潔和表面處理的重要性。

硅電路的器件性能、可靠性和產(chǎn)品良率受到存在的嚴(yán)重影響晶片或器件表面上的化學(xué)污染物和顆粒雜質(zhì)。由于半導(dǎo)體表面的極端敏感性和器件特征的納米尺寸，因此在熱處理（例如氧化）之前、通過(guò)蝕刻圖案化之后、離子注入之后以及薄膜沉積之前和之后清潔硅晶片的有效技術(shù)至關(guān)重要。因此，在硅片中制備超潔凈已成為制造先進(jìn) IC 的關(guān)鍵技術(shù)之一。

晶片表面上的污染物以吸附離子和元素、薄膜、離散顆粒、微粒（顆粒簇）和吸附氣體的形式存在。表面污染物膜和顆粒可分為分子化合物、離子材料和原子種類。分子化合物大多是來(lái)自潤(rùn)滑劑、油脂、光刻膠、溶劑殘留物、來(lái)自去離子（去離子）水的有機(jī)化合物、指紋或塑料儲(chǔ)存容器和無(wú)機(jī)化合物的冷凝有機(jī)蒸氣的顆?；虮∧?。離子材料包括主要來(lái)自可以物理吸附或化學(xué)鍵合（化學(xué)吸附）的無(wú)機(jī)化學(xué)物質(zhì)的陽(yáng)離子和陰離子，例如鈉離子、氟離子和氯離子。顆?？赡軄?lái)自設(shè)備、加工化學(xué)品、因素操作員、氣體的空氣傳播粉塵、晶圓處理和薄膜沉積系統(tǒng)。用于液體的機(jī)械（移動(dòng)）設(shè)備和容器是特別多的來(lái)源，而固體材料、液體、氣體、化學(xué)品和環(huán)境空氣往往會(huì)造成較少的顆粒污染，但所有這些都會(huì)對(duì)化學(xué)雜質(zhì)的產(chǎn)生產(chǎn)生重大影響。

晶圓清洗和表面處理的目的是去除顆粒和化學(xué)雜質(zhì),不會(huì)損壞襯底表面。晶片表面不得受到粗糙度、點(diǎn)蝕或腐蝕影響清潔結(jié)果的影響過(guò)程。等離子體、干物理、濕化學(xué)、氣相和超臨界流體方法可用于實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)。然而，在形成金屬導(dǎo)線之前，最廣泛使用和傳統(tǒng)的晶片清潔和表面調(diào)節(jié)方法是基于通常使用過(guò)氧化氫混合物的水性化學(xué)工藝。在過(guò)去的二十五年中，這種方法取得了成功的結(jié)果。

此類最著名的系統(tǒng)稱為“RCA 清潔過(guò)程”，本文將對(duì)其進(jìn)行介紹。它用于在加工的初始階段清洗硅片。這些晶片僅具有單晶或多晶硅，帶有或不帶有二氧化硅和氮化硅層或圖案，沒(méi)有暴露的金屬區(qū)域。具有水溶液的反應(yīng)性化學(xué)品可用于清潔和調(diào)理這些耐腐蝕材料。早期階段的清潔通常在柵極氧化物沉積和高溫處理（例如熱氧化和擴(kuò)散）之前完成。在這些工藝步驟之前清除污染物對(duì)于防止雜質(zhì)擴(kuò)散到基板材料中尤其重要。

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