半导体工艺-晶圆清洗

C电路制造过程中采用金属互连材料将各个独立的器件连接起来，首先采用光刻、蚀刻的方法在绝缘层上制作接触窗口，再利用蒸发、溅射或化学汽相沉积(CVD)形成金属互连膜，如Al-Si,Cu等，通过蚀刻产生互连线，然后对沉积介质层进行化学机械抛光(CMP)。这个过程对IC制程也是一个潜在的污染过程，在形成金属互连的同时，也产生各种金属污染。必须采取相应的措施去除金属污染物。2.4原生氧化物及化学氧化物硅原子非常容易在含氧气及水的环境下氧化形成氧化层，称为原生氧化层。硅晶圆经过C-1和SC-2溶液清洗后，由于双氧水的强氧化力，在晶圆表面上会生成一层化学氧化层。为了确保闸极氧化层的品质，此表面氧化层必须在晶圆清洗过后加以去除。另外，在IC制程中采用化学汽相沉积法(CVD)沉积的氮化硅、二氧化硅等氧化物也要在相应的清洗过程中有选择的去除。3清洗方法分类3.1湿法清洗湿法清洗采用液体化学溶剂和DI水氧化、蚀刻和溶解晶片表面污染物、有机物及金属离子污染。通常采用的湿法清洗有RCA清洗法、稀释化学法、MEC清洗法、单晶片清洗等3.1.1RCA清洗法最初，人们使用的清洗方法没有可依据的标准和系统化。1965年，RCA(美国无线电公司)研发了用于硅晶圆清洗的RCA清洗法，并将其应用于RCA元件制作上。该清洗法成为以后多种前后道清洗工艺流程的基础，以后大多数工厂中使用的清洗工艺基本是基于最初的RCA清洗法。典型的RCA清洗见表1。RCA清洗法依靠溶剂、酸、表面活性剂和水，在不破坏晶圆表面特征的情况下通过喷射、净化、氧化、蚀刻和溶解晶片表面污染物、有机物及金属离子污染。在每次使用化学品后都要在超纯水(UPW)中彻底清洗。以下是常用清洗液及作用。(1 Ammonium hydroxide/hydrogen per ox ide/DI water mixture (APM;NH4OHH2O2/H2Ot65-80℃).APM通常称为SC1清洗液，其配方为：NH40H:H202:H20-1:1:5~1:2:7,以氧化和微蚀刻来底切和去除表面颗粒：也可去除轻微有机污染物及部分金属化污染物。但硅氧化和蚀刻的同时会发生表面粗糙。(2)Hydrochloric acid/hydrogen peroxide/DI water mixture (HPM;HCI/H202/H20t65-80℃).HPM通常称为SC-2清洗液，其配方为：HC:H202:H20-1:1:6~1:2:8,可溶解碱金属离子和铝、铁及镁之氢氧化物，另外盐