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在本研究中，開發(fā)了一種包含超聲波和超氣體過(guò)程的系統(tǒng)，通過(guò)調(diào)節(jié)氫氧化銨的功率產(chǎn)生，晶片與超電子換能器間隙中的巨波保證了整個(gè)晶片上均勻的聲能，超氣能促進(jìn)了自由基的產(chǎn)生，從而在稀溶液中去除殘基，與超聲波相比，氫氧化銨溶液中超氣清洗的特征損傷減少。此外，大氣離子清洗產(chǎn)生的氣泡空化的機(jī)械力也提高了殘?jiān)娜コ岣吡藗髻|(zhì)速率。極端的空化有利于去除顆粒，但會(huì)破壞晶圓的特性。超聲波清洗造成的損傷明顯大于超氣清洗。
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圖1
圖1(a)顯示了本研究的超氣清洗過(guò)程示意圖，并顯示了晶片的位置，在晶片的兩側(cè)進(jìn)行巨超聲清洗，在背面進(jìn)行全功率清洗，在單個(gè)晶片清洗板的正面進(jìn)行功率衰減，該自旋清洗工具配有徑向傳感器陣列，用于單晶片的大型濕式清洗，超氣傳感器（面積323mm）設(shè)計(jì)為0.98MHz的自旋基底（通常為0-50rpm），旋轉(zhuǎn)卡盤被設(shè)計(jì)用來(lái)容納200毫米的晶圓，用動(dòng)態(tài)光散射法確定的氧化硅顆粒的尺寸為250±50nm，所有實(shí)驗(yàn)均在臺(tái)灣半導(dǎo)體研究所(TSRI)的一個(gè)100級(jí)微/納米制造中心進(jìn)行，圖案樣品在200mm晶片上的晶片自旋清洗組件中暴露在超氣體攪拌中。
實(shí)驗(yàn)研究了標(biāo)稱頻率為80kHz時(shí)的超聲波清洗問(wèn)題，提高工藝的可重復(fù)性，并確保每個(gè)晶片的新鮮化學(xué)成分，采用雙面清洗，具有不同的正面和背面化學(xué)能力，針對(duì)低顆粒進(jìn)行了優(yōu)化，建立了一種由氫氧化銨調(diào)節(jié)功率產(chǎn)生的超聲和超氣過(guò)程不同措施的系統(tǒng)。
在聲功率密度為70w的情況下，用pH為8.2的氫氧化銨溶液在30s后進(jìn)行(a)超氣清洗，在30s后進(jìn)行(b)超聲清洗，如果晶片上覆蓋指示性位置的大量區(qū)域被破壞，那就足夠了，通過(guò)小顆粒確定了污染位點(diǎn)，對(duì)于超氣清洗，進(jìn)行PRE以確定清洗能力。首先，計(jì)數(shù)大量超過(guò)1μm的粒子，并放置在一個(gè)8英寸的晶片上，然后將晶片放入傳感器設(shè)備中，通過(guò)元?dú)鈹嚢杞⑵饋?lái)，然后使用70W的功率清洗晶片以避免污染，溶液以～5.5至6μmmin?1的流量遍布晶片，然后將樣品放入顆粒計(jì)數(shù)器中計(jì)數(shù)清洗后剩余顆粒的數(shù)量。
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圖3
圖3顯示了在pH值為8.2時(shí)，氫氧化銨中發(fā)生的聲功率密度與損傷密度的對(duì)比圖,在溶液功率增加后，可以觀察到強(qiáng)烈的損傷，這清楚地表明超氣體系統(tǒng)的損傷明顯低于超聲波系統(tǒng),圖3顯示了用氫氧化銨清洗后的圖案碎片上的損傷部位,在pH值為8.2時(shí)，隨著20W功率從20W增加到70W，氫氧化銨的缺陷密度增大,與30s的超聲和超氣體清洗暴露時(shí)間相比，氫氧化銨溶液中超氣體清洗的特征損傷減少。
在超氣清洗之前，可以在二氧化硅的側(cè)壁上清楚地觀察到聚合物殘基。對(duì)200毫米晶片進(jìn)行了全晶片試驗(yàn)，從而去除了整個(gè)殘留物和顆粒。擴(kuò)展納米技術(shù)的工藝流程，以獲得超氣體攪拌的結(jié)果，超聲有助于在評(píng)估超聲攪拌能力的工藝流程中，去除器件晶片中的殘留物，對(duì)于互連，物理攪拌處理似乎是優(yōu)先的，只要可以限制去除殘留物所需的蝕刻量，從而使介質(zhì)不損壞。
從等離子體蝕刻條件切換到表面的超氣體條件，有效地減少了碎片的數(shù)量和劃痕的數(shù)量；缺陷的數(shù)量也略有減少，因此，巨超聲清洗似乎可以減少更換標(biāo)準(zhǔn)調(diào)節(jié)器時(shí)的劃痕和缺陷，在側(cè)壁和底部，超聲波后清洗產(chǎn)生沉重的碎片，可以附著在晶片表面，相對(duì)于超氣體清洗，超聲波清洗后會(huì)有更多的殘留物粘在表面上。
在氫氧化銨溶液中，殘留位點(diǎn)的大小在～200nm的范圍內(nèi)，蝕刻后的殘留物沒(méi)有通過(guò)超聲波清洗清除，而是通過(guò)超氣清洗清除，巨氣清洗60s后，從金屬線側(cè)壁上去除，超氣攪拌的影響也應(yīng)用于PR去除粒子的溶液中，大氣攪拌的使用也有利于防止沉積。此外，超氣攪拌不僅適合于減少缺陷，而且可以增加PR而不需要過(guò)強(qiáng)力，從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)損傷。
本文表明，在氫氧化銨中提供高PRE的同時(shí)減少特征損傷，解答大氣清洗產(chǎn)生的氣泡空化的機(jī)械力也提高了傳質(zhì)率，提高了殘?jiān)娜コ芰?/span>，與典型的氧化硅殘留去除方法相比，該方法具有較高的殘留去除效率，且材料損耗低，長(zhǎng)寬比高。超氣清洗造成的損傷明顯低于超聲波清洗系統(tǒng)，最后，首次成功地證明了純Ge堆疊納米片fet，在60°C下的新型選擇性硅蝕刻，這些結(jié)果表明，超氣清洗可應(yīng)用于納米顆粒清洗過(guò)程，巨波清洗正迅速成為集成電路制造過(guò)程中后工藝清洗的一種有效方法。