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摘要
研究了各种金属污染物对薄栅氧化层完整性的影响，并根据它们在结构中的最终位置进行分类。提出了一种简化的清洁策略，与传统的清洁顺序相比，该策略具有高性能，同时具有成本效益，并且对环境的影响更小。最后，提出了一种用于去除光刻胶和有机蚀刻后残留物的新型环保臭氧/去离子水工艺。
介绍
鉴于污染对器件性能和工艺良率的重要影响，很容易理解清洗是 IC 生产中最频繁重复的步骤。在这些步骤中消耗了相对大量的去离子水和化学品，这导致了重要的生产成本并引起了严重的环境问题。因此，在过去几年中，大量的研究工作致力于开发性能更高、成本效益更高且对环境影响更低的清洁技术。
金属污染的影响
研究了几种常见于洁净室材料（Na、Mg、Cr、Zn、Ni、V、Mn）或可能用于未来电介质（Ti、Sr、Ba、Pt、Co、Pb）的污染物的行为。清洁硅晶片以获得无污染的参考亲水表面。通过旋转含有 1 ppm 待研究污染物的 pH = 0.1 的酸溶液来施加污染物。由于元素的原子质量不同，杂质浓度在一个数量级上变化（图 1）。
图 1：污染后的杂质浓度 略
简化的清洁过程
通过使用简化的清洁策略，例如 IMEC-clean（表 2），可以大大减少化学品和去离子水的消耗量，大多数清洁程序通常首先使用基于硫酸的混合物来去除有机污染物。清洁步骤。这也可以在 IMEC-clean 中完成，但从环境角度来看，在此步骤中使用臭氧化去离子水是更可取的。这是由于减少了化学品消耗，更重要的是减少了所需的去离子水总量，因为避免了硫酸浴后困难的漂洗步骤 。
抗蚀剂和蚀刻后残留物去除
开发了一种新颖的环保工艺，用于去除光刻胶和有机蚀刻后残留物。边界层控制过程是使用一个封闭的石英容器来演示的，该容器只装满了少量的去离子水（如果合适，加入添加剂），足以完全浸没 O3 扩散器。液体被加热，晶片直接放置在其上方（未浸入），将晶片暴露在潮湿的 O3 环境中。与参考进行比较，晶片直接放置在臭氧扩散器上方并浸入液体中。因此，O2/O3 气泡与表面接触。测试结构是通过 CF4 等离子体蚀刻氧化物/SOG/氧化物叠层中的通孔来制备的，停止在 TiTiN/Al 上，或者通过过度蚀刻 TiTiN/Al 上的氧化物中的孔，产生大量的蚀刻后残留物。
图 9：臭氧水溶液的反应示意图。
结论
研究了金属污染的影响。污染物根据它们在结构中的最终位置进行分类。事实证明，IMEC-clean 可以作为常用的 RCA-clean 的经济高效的替代品。提出了一种新型臭氧化去离子水基抗蚀剂剥离工艺。预计该工艺可以替代 IC 生产中的大多数基于硫的工艺步骤。
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