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摘要

? ? ??研究了各種金屬污染物對薄柵氧化層完整性的影響，并根據(jù)它們在結構中的最終位置進行分類。提出了一種簡化的清潔策略，與傳統(tǒng)的清潔順序相比，該策略具有高性能，同時具有成本效益，并且對環(huán)境的影響更小。最后，提出了一種用于去除光刻膠和有機蝕刻后殘留物的新型環(huán)保臭氧/去離子水工藝。

介紹

? ? ? 鑒于污染對器件性能和工藝良率的重要影響，很容易理解清洗是 IC 生產中最頻繁重復的步驟。在這些步驟中消耗了相對大量的去離子水和化學品，這導致了重要的生產成本并引起了嚴重的環(huán)境問題。因此，在過去幾年中，大量的研究工作致力于開發(fā)性能更高、成本效益更高且對環(huán)境影響更低的清潔技術。

金屬污染的影響

? ? ? 研究了幾種常見于潔凈室材料（Na、Mg、Cr、Zn、Ni、V、Mn）或可能用于未來電介質（Ti、Sr、Ba、Pt、Co、Pb）的污染物的行為。清潔硅晶片以獲得無污染的參考親水表面。通過旋轉含有 1 ppm 待研究污染物的 pH = 0.1 的酸溶液來施加污染物。由于元素的原子質量不同，雜質濃度在一個數(shù)量級上變化（圖 1）。

簡化的清潔過程

? ? ?通過使用簡化的清潔策略，例如 IMEC-clean（表 2）[4]，可以大大減少化學品和去離子水的消耗量，大多數(shù)清潔程序通常首先使用基于硫酸的混合物來去除有機污染物。清潔步驟。這也可以在 IMEC-clean 中完成，但從環(huán)境角度來看，在此步驟中使用臭氧化去離子水是更可取的。這是由于減少了化學品消耗，更重要的是減少了所需的去離子水總量，因為避免了硫酸浴后困難的漂洗步驟 。

抗蝕劑和蝕刻后殘留物去除

? ? ? 開發(fā)了一種新穎的環(huán)保工藝，用于去除光刻膠和有機蝕刻后殘留物。邊界層控制過程是使用一個封閉的石英容器來演示的，該容器只裝滿了少量的去離子水（如果合適，加入添加劑），足以完全浸沒 O3 擴散器。液體被加熱，晶片直接放置在其上方（未浸入），將晶片暴露在潮濕的 O3 環(huán)境中。與參考進行比較，晶片直接放置在臭氧擴散器上方并浸入液體中。因此，O2/O3 氣泡與表面接觸。測試結構是通過 CF4 等離子體蝕刻氧化物/SOG/氧化物疊層中的通孔來制備的，停止在 TiTiN/Al 上，或者通過過度蝕刻 TiTiN/Al 上的氧化物中的孔，產生大量的蝕刻后殘留物。

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圖 9：臭氧水溶液的反應示意圖。

結論

? ? ? ??研究了金屬污染的影響。污染物根據(jù)它們在結構中的最終位置進行分類。事實證明，IMEC-clean 可以作為常用的 RCA-clean 的經濟高效的替代品。提出了一種新型臭氧化去離子水基抗蝕劑剝離工藝。預計該工藝可以替代 IC 生產中的大多數(shù)基于硫的工藝步驟。

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