在大規(guī)模集成電路制造中,如晶片L1mm2的區(qū)域,就可制造幾百萬顆光學(xué)顯微鏡無法辨認(rèn)的器件,而各種污染,如顆粒、金屬離子污染、HCPL-060L-000E有機(jī)物污染、薄膜污染等,時(shí)刻影響著芯片器件的存活。為獲得最好器件性能、長期的可靠性和高良率,晶片清洗制程顯得尤為重要。晶片清洗是一個(gè)復(fù)雜課題,苜先,大規(guī)模集成電路制造有很多種可能的沾污,幾百步制程中每一步都可貢獻(xiàn)一種或幾種污染;另一方面,隨著器件高度集成化,對污染的要求更高,防范的范圍更寬,囚此清洗的難度就更大。例如90nm cM()S及以下制程,清洗多達(dá)一二百步,清洗不但要求去除顆粒和化學(xué)污染物,不傷及晶片表面不該傷及的部分,還要求過程安全、簡單、經(jīng)濟(jì)和環(huán)保。

   本章我們將了解微電子制造中遇到的污染類型、相關(guān)污染的污染源、污染在集成電路中缺陷反映,各種現(xiàn)用清洗技術(shù),清洗設(shè)各及清洗中用到的測量設(shè)備。

   薄膜污染,是指晶片膜層在刻蝕或生長時(shí),受表面污染離子、外來材料、內(nèi)部應(yīng)力等因素 的影響,造成外層膜位錯(cuò)、破壞、變形、變性,進(jìn)而導(dǎo)致后續(xù)制程的失敗,像時(shí)常發(fā)生的光阻與 前層對準(zhǔn)(overlay)超差、光阻殘留、清洗時(shí)膜層離子粘附、膜層沉積缺陷、膜厚控制錯(cuò)誤等。 液體和氣體化學(xué)品則傾向于形成離子污染和薄膜污染。 金屬和離子污染是膜層污染的一部分。在晶片濕法刻蝕或清洗時(shí),溶液中的分子或離子粘附晶片表面,在膜層沉積時(shí),污染物沉積于膜層中或在膜層內(nèi)擴(kuò)散,改變膜的特性。晶 片清洗污染,是通過化學(xué)品或超純水來清除離子、細(xì)菌、有機(jī)顆粒和無機(jī)殘?jiān)?對于純水中的 細(xì)菌,一般用紫外線殺死或把細(xì)菌打破成碎片,隨后過濾去除。

   晶片有三種污染類型:顆粒污染、薄膜污染、痕量分子或原子污染Lll。顆粒是晶片L出現(xiàn)的任何異常小的材料塊,且與正常圖案相比,有容易識(shí)別的形貌。當(dāng)IC制造的特性尺寸縮減,對引起缺陷的顆粒尺寸、數(shù)量的要求也在減少。顆粒來源于潔凈室里人、設(shè)各、傳輸系統(tǒng)、反應(yīng)氣體、清洗液體、制程反應(yīng)室壁脫落、制程過程、潔凈室空氣、晶片盒等。有關(guān)人產(chǎn)生的顆粒,如來自潔凈室服裝、毛發(fā)、皮膚屑脫落、化妝和個(gè)人飾品,呼吸也會(huì)有較高污染,每次呼吸釋放大量水滴(含鈉)和顆粒到空氣中;設(shè)備在傳輸晶片過程中的接觸或機(jī)械振動(dòng),會(huì)產(chǎn)生顆粒;膜層沉積時(shí),反應(yīng)氣體中微小顆�？勺鳛榫Ш�,隨膜長大;同樣清洗藥液中的顆粒會(huì)吸附于晶片表面等。