在大规模集成电路制造中,如晶片L1mm2的区域,就可制造几百万颗光学显微镜无法辨认的器件,而各种污染,如颗粒、金属离子污染、HCPL-060L-000E有机物污染、薄膜污染等,时刻影响着芯片器件的存活。为获得最好器件性能、长期的可靠性和高良率,晶片清洗制程显得尤为重要。晶片清洗是一个复杂课题,苜先,大规模集成电路制造有很多种可能的沾污,几百步制程中每一步都可贡献一种或几种污染;另一方面,随着器件高度集成化,对污染的要求更高,防范的范围更宽,囚此清洗的难度就更大。例如90nm cM()S及以下制程,清洗多达一二百步,清洗不但要求去除颗粒和化学污染物,不伤及晶片表面不该伤及的部分,还要求过程安全、简单、经济和环保。

   本章我们将了解微电子制造中遇到的污染类型、相关污染的污染源、污染在集成电路中缺陷反映,各种现用清洗技术,清洗设各及清洗中用到的测量设备。

   薄膜污染,是指晶片膜层在刻蚀或生长时,受表面污染离子、外来材料、内部应力等因素 的影响,造成外层膜位错、破坏、变形、变性,进而导致后续制程的失败,像时常发生的光阻与 前层对准(overlay)超差、光阻残留、清洗时膜层离子粘附、膜层沉积缺陷、膜厚控制错误等。 液体和气体化学品则倾向于形成离子污染和薄膜污染。 金属和离子污染是膜层污染的一部分。在晶片湿法刻蚀或清洗时,溶液中的分子或离子粘附晶片表面,在膜层沉积时,污染物沉积于膜层中或在膜层内扩散,改变膜的特性。晶 片清洗污染,是通过化学品或超纯水来清除离子、细菌、有机颗粒和无机残渣,对于纯水中的 细菌,一般用紫外线杀死或把细菌打破成碎片,随后过滤去除。

   晶片有三种污染类型:颗粒污染、薄膜污染、痕量分子或原子污染Lll。颗粒是晶片L出现的任何异常小的材料块,且与正常图案相比,有容易识别的形貌。当IC制造的特性尺寸缩减,对引起缺陷的颗粒尺寸、数量的要求也在减少。颗粒来源于洁净室里人、设各、传输系统、反应气体、清洗液体、制程反应室壁脱落、制程过程、洁净室空气、晶片盒等。有关人产生的颗粒,如来自洁净室服装、毛发、皮肤屑脱落、化妆和个人饰品,呼吸也会有较高污染,每次呼吸释放大量水滴(含钠)和颗粒到空气中;设备在传输晶片过程中的接触或机械振动,会产生颗粒;膜层沉积时,反应气体中微小颗粒可作为晶核,随膜长大;同样清洗药液中的颗粒会吸附于晶片表面等。