
等離子清洗涉及刻蝕工藝領域,并且完全滿足去除刻蝕工藝后硅片表面殘
留顆粒的清洗。
背景技術
在刻蝕過程中,顆粒的來源很多:刻蝕用氣體如Cl2、HBr、CF4等都具有腐蝕性,刻蝕結束后會在硅片表面產生一定數量的顆粒;反應室的石英蓋也會在等離子體的轟擊作用下產生石英顆粒;反應室內的內襯( liner)也會在較長時間的刻蝕過程中產生金屬顆粒??涛g后硅片表面殘留的顆粒會阻礙導電連接,導致器件損壞。因此,在刻蝕工藝過程中對顆粒的控制很重要。
目前,常用的去除硅片表面顆粒的方法有兩種:一種是標準清洗( RCA)清洗技術,另一種是用硅片清洗機進行兆聲清洗。RCA清洗技術所用清洗裝置大多是多槽浸泡式清洗系統。其清洗工序為:一號液( SC-1)(NH40H+H202)—,稀釋的HF(DHF)(HF+H20)—,二號液( SC-2)(HCl+ H202)。其中,SC.1主要是去除顆粒沾污(粒子),也能去除部分金屬雜質。去除顆粒的原理為:硅片表面由于H202氧化作用生成氧化膜(約6nm,呈親水性),該氧化膜又被NH40H腐蝕,腐蝕后立即發生氧他,氧化和腐蝕反復進行,附著在硅片表面的顆粒也隨腐蝕層而落入清洗液內。自然氧化膜約0.6nm厚,與NH40H和H202的濃度及清洗液溫度無關。SC-2是用H202和HCL的酸性溶液,它具有極強的氧化性和絡合性,能與未被氧化的金屬作用生成鹽,并隨去離子水沖洗而被去除,被氧化的金屬離子與CL-作用生成的可溶性絡合物亦隨去離子水沖洗而被去除。RCA清洗技術存在以下缺陷:需要人工操作,勞動量大,操作環境危險;工藝復雜,清洗時間長,生產效率低;清洗溶劑長期浸泡容易對硅片過腐蝕或留下水痕,影響器件性能;清洗劑和超凈水消耗量大,生產成本高;去除
粒子效果較好,但去除金屬雜質Al、Fe效果欠佳。
用硅片清洗機進行兆聲清洗是將硅片吸附在靜電卡盤( chuck)上,清洗過程中硅片不斷旋轉,清洗液噴淋在硅片表面??梢赃M行不同轉速和噴淋時間的設置,連續完成多步清洗步驟。典型工藝為:兆聲_氨水+雙氧水(可以進行加溫)_水洗_鹽酸+雙氧水-水洗_兆聲一甩干。
用硅片清洗機進行兆聲清洗的缺陷表現為:只能進行單片清洗,單片清洗時間長,導致生產效率較低;清洗劑和超凈水消耗量大,生產成本高。