无损伤单晶圆兆声波清洗装置的研发

在半导体制造中,随着集成电路特征尺寸的不断缩小,晶圆表面纳米颗粒污染物的无损伤清洗变得越来越具有挑战。介绍了一种自主研发的单晶圆兆声波清洗装置,利用石英微共振腔阵列对到达晶圆表面的兆声波能量进行控制。研究了不同工艺条件下该装置清洗后的颗粒去除效率,并与常规喷嘴的清洗结果进行比较。在图形损伤方面,采用该装置对具有40 nm线宽的多晶硅线条状栅极结构的图形晶圆进行了损伤测试,并与商业化的兆声波清洗装置的清洗结果进行对比。结果表明,该自主研发的装置能够在保证对晶圆表面图形结构没有损伤的前提下,有效地去除颗粒污染物,在40 nm及以下的半导体清洗工艺中应用前景广阔。

高深宽比硅通孔的SAPS兆声波清洗技术

硅通孔(TSV)是三维系统集成的关键技术和发展趋势,目前已经可以实现深宽比为10∶1的TSV结构,且向着更高深宽比方向发展。在TSV制造工艺中,硅通孔刻蚀后的清洗是目前的关键技术难点之一。针对TSV刻蚀的工艺特点和TSV结构的特点,基于气体交替技术的硅刻蚀反应副产物种类以及清洗过程清洗液在TSV孔内的流体特性进行分析,探讨了一种基于现有清洗液,利用空间交变相位移(SAPS)兆声波技术进行TSV刻蚀后的清洗方法,并阐述了该清洗工艺的特点及前后工艺间的相互影响。研究结果表明,SAPS兆声波清洗能高效去除深孔内刻蚀残余产物,在TSV工艺集成中有较好的应用前景。

CMP设备兆声清洗原理及应用

从空化作用和声波流作用两方面对兆声清洗的物理原理进行深入分析,研究了兆声频率及功率对空化强度、边界层厚度、声波流速等关键因素的影响,从而阐明兆声波清洗的特点及其适用场合。同时以AMAT公司的设备为例,介绍了兆声波清洗在CMP后清洗中的实际应用案例。

硅片的化学清洗技术

硅片经过切片、倒角、双面研磨、抛光等不同的工序加工后,其表面已受到严重的沾污,硅片清洗目的就在于清除晶片表面所有的微粒、金属离子及有机物等沾污.

Spindt阴极金属颗粒粘附失效分析

Spindt型场发射阴极,在初期老炼过程中容易失效,其表现为发射尖锥和栅极间短路、漏电,或是真空电弧损伤。引起Spindt阴极失效的一个主要原因,分析认为是存在于发射尖锥表面、栅极边缘以及承载尖锥的二氧化硅空腔中的金属颗粒附着。这些金属颗粒,产生于双向沉积制作发射尖锥过程中,它们在牺牲层剥离时脱落,并且没有在随后的纯水清洗过程中得到有效去除。这些金属颗粒的存在,即便没有导致初期阴极失效,也可能成为阴极大电流应用,如微波真空功率器件应用的潜在障碍。研究中提出了在常规清洗工艺中引入超声波清洗和兆声波清洗,初步试验研究表明,振动频率28 k Hz的超声波清洗,容易造成阴极损伤,并且对微小颗粒的去除效果不好,而频率1 MHz的兆声波清洗,则可近似无损地将阴极失效率大幅降低。

硅抛光片表面颗粒度控制

硅片表面的颗粒、有机物、金属、吸附分子、微粗糙度、自然氧化层等会严重影响器件性能,其中表面颗粒度会引起图形缺陷、外延缺陷、影响布线的完整性,是高成品率的最大障碍。探讨了如何减少硅表面颗粒度的方法。第一部分从兆声波清洗的机理出发,研究了清洗温度及清洗时间对硅抛光片表面颗粒度的影响;第二部分通过实验对比了增加多片盒清洗工艺对硅抛光片表面颗粒度的影响。