微电子工艺原理-第5讲清洗工艺.pptVIP

清洗设备**1喷雾清洗超声清洗洗刷器水清洗＋干燥溢流清洗排空清洗喷射清洗加热去离子水清洗旋转式甩干IPA异丙醇蒸气干燥**1湿法清洗的问题（1）表面粗糙度：清洗剂、金属污染对硅表面造成腐蚀，从而造成表面微粗糙化。SC-1中，NH4OH含量高，会对硅造成表面腐蚀和损伤。降低沟道内载流子的迁移率，对热氧化生长的栅氧化物的质量、击穿电压都有破坏性的影响。Ra(nm)MixingratioofNH4OH(A)inNH4OH+H2O2+H2Osolution(A:1:5,A1)降低微粗糙度的方法：减少NH4OH的份额降低清洗温度减少清洗时间Wuetal.,EDL25,289(2004).SiGe-gate/high-k/SiGepMOSFETsSurfaceroughness(nm)Surfaceroughness(nm)不同清洗（腐蚀）方法与表面粗糙度表面粗糙度降低了击穿场强Ebd(MV/cm)Surfaceroughness(nm)颗粒的产生较难干燥价格化学废物的处理和先进集成工艺的不相容湿法清洗的问题（2）1111**11、清洗的概念及超净室环境介绍2、污染的类别及清除过程第五讲之Si片的清洗工艺引言**1三道防线:净化环境（cleanroom）硅片清洗（wafercleaning）吸杂（gettering）引言**1芯片代加工工厂的环境通过以下措施进行:HEPA(high-efficiencyparticulatearresting)filtersandrecirculationfortheair.(高效过滤器和空气再循环)“Bunnysuits”forworkers.(工作人员的超净工作服)Filtrationofchemicalsandgases.(高纯化学药品和气体)Manufacturingprotocols.(严格的制造规程)HEPA:HighEfficiencyParticulateAir恒温，恒湿，恒尘，恒压，恒震，恒静1、净化环境引言**1FromIntelMuseum风淋室引言**10.5um净化级别：每立方英尺空气中含有尺度大于0.5mm的粒子总数少于X个。（1立方英尺=0.283立方米）引言超净室的构造**1高效过滤排气除尘超细玻璃纤维构成的多孔过滤膜：过滤大颗粒，静电吸附小颗粒泵循环系统20～22?C40～46％RH污染的危害**1由于集成电路內各元件及连线相当微细，因此制造过程中，如果遭到灰尘、金属的污染，很容易造成芯片内电路功能的损坏，形成短路或断路，导致集成电路的失效！在现代的VLSI工厂中，75%的产品率下降都来源于硅芯片上的颗粒污染。例1.一集成电路厂产量＝1000片/周×100芯片/片，芯片价格为$50/芯片，如果产率为50％，则正好保本。若要年赢利$10,000,000，产率增加需要为产率提高3.8%，将带来年利润1千万美元！年产能=年开支为1亿3千万1000×100×52×$50×50%=$130,000,000污染物的类别及清洗过程**1logo污染物可能包括：微尘，有机物残余，重金属，碱离子1、颗粒**1颗粒：所有可以落在硅片表面的都称作颗粒。颗粒来源：空气人体设备化学品超级净化空气风淋吹扫、防护服、面罩、手套等，机器手/人特殊设计及材料定期清洗超纯化学品去离子水各种可能落在芯片表面的颗粒清洗的原理**1粒子附着的机理：静电力，范德华力，化学键等去除的机理有四种：1溶解2氧化分解3对硅片表面轻微的腐蚀去除4粒子和硅片表面的电排斥去除方法：湿法刻蚀,megasonic（超声清洗）在ULSI级化学试剂中的颗粒浓度（数目/ml）2、金属的玷污**1量级：1010原子/cm2来源：化学试剂，离子注入、反应离子刻蚀等工艺在界面形成缺陷，影响器件性能，成品率下降增加p-n结的漏电流，减少少数载流子的寿命影响：不同工艺过程引入的金属污染干法刻蚀离子注入去胶水汽氧化910111213Log(concentration/cm2)FeNiCu金属杂质沉淀到硅表面的机理通过金属离子和硅表面终端的氢原子之间的电荷交换，和硅结合。（难以去除）氧化时发生：硅在氧化时，杂质会进入去除方法：使金属原子氧化变成可溶性离子M