CMP之后用刷子清洗晶片已成为主流,可对有些制程,效果并不理想。Akrion的IsmailKashkoush及其同事的最新研究表明,IMD的清洗用流水线的运行方式比单片式更为有效。带有高频震荡器的批处理式清洗比刷子能更为有效地去除颗粒并得到更好的表面效果。但为了防止表面凹凸不平,或者说减少Oxide损失,有必要对制程做进一步微调。评估清洗制程的优劣不仅要考量其去除颗粒、有机物和金属的能力,除了这些评估标准外,所有前道的清洗,必须最大限度
CMP之后用刷子清洗晶片已成为主流,可对有些制程,效果并不理想。Akrion的Ismail Kashkoush及其同事的最新研究表明,IMD的清洗用流水线的运行方式比单片式更为有效。带有高频震荡器的批处理式清洗比刷子能更为有效地去除颗粒并得到更好的表面效果。但为了防止表面凹凸不平,或者说减少Oxide损失,有必要对制程做进一步微调。
评估清洗制程的优劣不仅要考量其去除颗粒、有机物和金属的能力,除了这些评估标准外,所有前道的清洗,必须最大限度的使晶面平整,以期达到使氧化层损失最小的目的。Kashkoush在栅前、炉管前的各项工艺做了一系列实验,以找到适合的工艺顺序。起初的制程(AFEOL)在
SC1中涉及到了臭氧、
HF/HCL、浸润和甩干。为了得到更好的效果,不仅要调节时间和温度,在SC1和高频波结合使用后还加了一步热漂洗。
制程优化
工程师们发现即使结合高频波调整制程,依然达不到理想效果。于是,决定用稀释HF取代起初的DIO3（5分钟）。然而由于这使晶片产生疏水性,使得在SC1制程中对晶片产生轻微的侵蚀和损伤。
疏水性的表面较为敏感,如果引入侵蚀性工艺容易造成晶片表面凹凸不平。可晶片氧化后反而有利,在HF之后用DIO3浸润,然后SC1清洗,氨水就不会侵蚀硅片,这样既能更有效去除沾污又可提高表面平整度。这项制程适用于0.18-0.13祄的制程,并且已在一家
Fab里运行18个月之久。
以下总结了各种清洗步骤的效果。最后制程如下：
● HF：HCL（1∶2∶
200）
5分钟
24℃
● 臭氧漂洗
● SC1（1∶2∶30）
6 分钟 70℃高频波
● 高频波漂洗
● HF/HCL（1∶2∶200）
5 分钟 24℃
● 臭氧漂洗甩干
制程另一个关键是机台本身。Kashkoush指出控制SC1槽和HF槽的浓度对于保护oxide的厚度很重要。人们往往忽视SC1槽的影响,清洗总共允许
10Ａ的损失,而仅仅在ＳＣＩ槽就会损失２或３Ａ,未免太多。可Ｆab中这类湿法清洗槽得24小时不停运转,而我们能实时控制化学浓度和时间,控制侵蚀速率,满足制程要求。
制程前景
批处理的清洗方式比单片式在产能和成本控制方面有双倍的提高。对Kashkoush来讲,采纳这种制程最大的障碍是：技术整合。而单片式的最大优势在于：已经和CMP整合为一体。根据评估,Akrion面临的是如何使客户相信,至少与以前已整合的CMP机台和清洗工艺而言,整合的益处远大于其不方便。Kashkoush认为,一旦客户意识到由此带来的产能提升,技术解决方案就将迅速发展,促使整合的实现。
各种清洗制程后的颗粒数
