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摘要
清洗工艺的作用是制备完整的硅表面,硅表面纯度高,其条件是无颗粒、无金属粘附、无有机污染、无水粘附、无天然氧化物、无粗糙度、全覆盖氢终端、无电荷积聚。
当前的湿表面清洁是在空气中进行的。在大气中,氧很容易溶解到UPW(超纯水)中,结果,晶片表面立即被氧化。如果表面被氧化,氢终端将丢失,结果,清洗后形成的栅氧化物的特性将被破坏。
为了避免晶片表面退化,需要在大气中没有氧气的清洗系统。在本研究中,我们评估了能够实现低于10ppm的低氧浓度的清洗工艺。通过氮气吹扫。用红外光谱和接触角测量表面。为了评估低氧浓度的效果,测量水印的产生。
实验
本实验中的晶圆类型为(100) 8-12欧姆·厘米。当清洗后立即在空气中进行UPW清洗时,从2060到2160 cm-1 [2]的峰消失,并且观察到在2250 cm-1 附近氧化的硅的峰。由于通过UPW蚀刻硅而增加表面粗糙度,出现了峰的移动。当在低氧浓度下进行UPW冲洗时,维持氢终止。据了解,在低氧浓度下漂洗时,表面几乎没有氧化硅。
虽然清洗后立即的接触角约为78度,但与随后在空气中UPW漂洗8小时的接触角变得非常小。事实证明,这是因为表面被氧化的结果从傅立叶变换红外ATR。接触角测量表明,氢终端保持在低氧浓度。
结果
在低氧浓度下清洗能有效减少表面氧化降解。从现在开始,需要实现大气中无氧的清洗设备。
图1低氧浓度的影响
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