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微电子器件硅衬底表面污染物去除技术的研究

李薇薇  
【摘要】: 随着科学技术的飞速发展,ULSI集成度迅速提高,器件的特征尺寸不断减小,对于衬底片表面状态的要求更加严格。衬底的表面状态及污染物的去除程度是影响晶片优良率和器件质量与可靠性的最重要的因素之一。在ULSI的制备过程中,氧化、外延、扩散、光刻以及多层布线的全局平面化等工序都要涉及到去除污染物的清洗,清洗最多可以达到80多次。目前清洗不但要去除硅片表面的有机物而且需要去除的颗粒尺寸已经达到了纳米级,金属离子达到了ppt级。因此发明适应超大规模集成电路要求的新型的清洗液和新型的清洗技术是当务之急。 对于硅衬底片的清洗,国际上比较通用的清洗方法是采用Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ号液进行清洗,因为Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ号液用于清洗有效率高,效果好,产物无沉淀等的优势,但是随着ULSI对清洗要求的提高它也存在一些难以解决的问题,目前解决Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ号液存在的问题,保证硅片的表面平整度,提高清洗的效率是研究的重点。本论文通过实验找到了改进和替代Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ号液的清洗方法,能够达到较为理想的清洗效果。 半导体硅单晶衬底加工工业中最受重视是硅磨片的清洗,由于硅磨片是用金刚砂研磨的,研磨过程中又要去除相应的厚度,所以刚加工的磨片表面附着着大量的金刚砂和研磨下来的硅粉,而且还有相当一部分金刚砂和硅粉镶嵌到破损层里面,这给后续的清洗工作带来了困难。通过实验可以发现,利用有机碱在超声条件下配合渗透剂、表面活性剂等对硅磨片进行清洗可以达到较好的效果。 本文还对液晶显示屏的清洗做了进一步的研究。液晶显示屏加工工艺中,清洗去除残余的液晶,防止它腐蚀电极,造成器件报废是至关重要的。以前利用氟利昂清洗液晶显示屏,虽然清洗效果较好但是不利于环保,是国家急需替代的ODS。目前应用的水基清洗技术存在的问题是清洗时间较长,效率低。通过进一步的实验,成功的研究了一种水基清洗的改进方法,可以把清洗时间降低到3~5分钟,有效提高了清洗的效率。


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