非离子型表面活性剂结合金刚石膜电化学氧化的新型抛光后晶片清洗工艺

本文针对抛光后晶片的颗粒和有机污染物提出了一种新型清洗方法,它结合了非离子表面活性剂和掺硼金刚石膜（BDD）阳极电化学氧化的优势。非离子表面活性剂可以在抛光后晶片上形成一层保护膜,使晶片表面颗粒易于去除。颗粒去除对比实验结果通过金相显微镜观察得知,体积比为1%的非离子表面活性剂的颗粒去除效果最佳。然而表面活性剂保护膜本身属于有机物,它最终也需要被去除。金刚石膜阳极电化学氧化（BDD-EO）可以用来去除有机物,因为它可以有效降解有机物。三个有机污染物去除对比实验分别为：一是先用非离子表面活性剂再用BDD-EO,二是单纯用BDD-EO去除有机物,第三种是用传统RCA清洗技术。通过XPS检测结果表明,用BDD-EO清洗的晶片表面的有机残留明显少于传统RCA技术,并且晶片表面的非离子表面活性剂也可以有效去除。     

A new cleaning process for the metallic contaminants on a post-CMP wafer's surface

This paper presents a new cleaning process using boron-doped diamond(BDD) film anode electrochemical oxidation for metallic contaminants on polished silicon wafer surfaces.The BDD film anode electrochemical oxidation can efficiently prepare pyrophosphate peroxide,pyrophosphate peroxide can oxidize organic contaminants,and pyrophosphate peroxide is deoxidized into pyrophosphate.Pyrophosphate,a good complexing agent,can form a metal complex,which is a structure consisting of a copper ion,bonded to a surrou...     

新型抛光后晶片表面金属离子清洗工艺

本文提出了一种新型的利用金刚石膜电极电化学氧化进行抛光后晶片金属离子污染的清洗方法。金刚石膜电极电化学氧化,可以制备氧化性强的过氧焦磷酸盐,过氧焦磷酸盐可以有效的氧化表面有机物,同时过氧焦磷酸盐被还原成的焦磷酸盐具有很强的配合力,它能与铜等金属离子络合。将三块晶片在0.01mol/L的CuSO4溶液中进行金属离子污染后进行清洗对比实验。对比实验有三部分,一是采用金刚石膜电化学氧化制备的过氧焦磷酸盐进行清洗,二是传统的RCA清洗方法,三是去离子水清洗。XPS测试结果表明,过氧焦磷酸盐清洗与RCA清洗方法对金属离子的去除效果均小于ppm级。过氧焦磷酸盐清洗对有机物的清洗效果优于传统的RCA清洗方法。因此金刚石膜电化学氧化清洗方法可以有效去除有机污染以及金属离子污染,实现了一剂多用,减少清洗步骤,达到节能环保的目的。     

BDD 电化学结合表面活性剂的新型清洗方法

提出了一种新型抛光后的清洗方法,采用掺硼金刚石膜作阳极的电化学方法制备出氧化液,用其去除表面有机污染物,同时配合使用非离子表面活性剂去除表面固体颗粒.用金刚石膜电化学制备出氧化液,克服了单纯电化学氧化生成的强氧化性羟基自由基不稳定和寿命短等缺点,实现氧化能力持久保持.表面活性剂能有效地去除表面颗粒,清洗后Si片上会有残留物,氧化液可以将残留物去除.通过实验对比发现,这种新颖的清洗方法在颗粒和有机物去除上有很好的清洗效果,能够满足微电子工艺的发展需求.     

BDD电极电化学氧化清洗工艺氧化性研究

为了改进现有的RCA清洗法以及臭氧/过氧化氢湿式清洗技术,利用金刚石膜(BDD)电极的高级电化学氧化技术生成过氧化物氧化有机物,以实现简化清洗设备及节能环保。为研究金刚石膜电极的氧化能力,电解不同浓度的硫酸钾溶液,通过高锰酸钾滴定法进行氧化性的测量,研究原料浓度对生成过氧硫酸盐浓度的影响;通过添加KOH调节pH值,研究pH值对电化学制备过氧化物的影响,用该电化学氧化方法与RCA清洗法进行清洗效果对比。实验结果显示,金刚石膜电化学氧化能力可以通过阳极电解液浓度以及pH值的调整得到控制,清洗效果在Si片表面粗糙度方面明显优于传统的RCA清洗法,而且更加节能环保。     

金刚石膜电化学清洗硅片表面有机沾污的研究

采用金刚石膜电极的电化学方式在专用水基清洗剂中不断产生强氧化剂过氧焦磷酸根离子(P2O4-8),并将此方式作为金刚石膜电化学清洗工艺步骤的第一步,用于氧化去除硅片表面的有机沾污.通过与RCA清洗进行对比实验,并应用X射线光电子谱和原子力显微镜进行清洗效果的检测,结果表明,本清洗工艺处理后的硅片表面有机碳含量更少,微粗糙度小,明显优于现有的RCA清洗工艺.     

金刚石膜电化学氧化液的制备及清洗技术研究

提出了一种采用电化学去除硅片表面有机物的新的清洗方法,用金刚石膜电极作为阳极,电化学氧化硫酸铵溶液生成稳定的强氧化溶液,电解液的氧化性通过间接碘量法测量。通过大量实验,优化初始电解液的浓度以及初始温度等因素,得到氧化强度最佳的电化学清洗液。用自制氧化液进行硅片表面有机物的清洗实验,并与传统的RCA清洗方法进行对比。通过XPS分析可知,采用新的电化学氧化溶液清洗后的硅片表面有机物去除效果明显优于对比实验样品。     

金刚石膜电化学清洗硅片表面有机沾污的研究

采用金刚石膜电极的电化学方式在专用水基清洗剂中不断产生强氧化剂过氧焦磷酸根离子(P2O4-8),并将此方式作为金刚石膜电化学清洗工艺步骤的第一步,用于氧化去除硅片表面的有机沾污.通过与RCA清洗进行对比实验,并应用X射线光电子谱和原子力显微镜进行清洗效果的检测,结果表明,本清洗工艺处理后的硅片表面有机碳含量更少,微粗糙度小,明显优于现有的RCA清洗工艺.     

一种有效解决Cu CMP后残留二氧化硅颗粒的清洗液

摘要：在本文中提出了一种新型有效去除二氧化硅颗粒的FA/O清洗液,其主要成分包括FA/OII型螯合剂和FA/O型活性剂。这种清洗液能够同时去除以物理和化学吸附在晶圆表面的硅溶胶颗粒。 在本文实验过程中通过改变螯合剂和活性剂的浓度, 得出最佳清洗浓度。并且,讨论了这种FA/O碱性清洗剂去除硅溶胶颗粒的机理。根据实验结果可知,FA/OII型螯合剂和活性剂都能够有效去除硅溶胶颗粒。当FA/OII型螯合剂和FA/O活性剂达到最佳配比时,这种新型清洗液能够有效去除硅溶胶颗粒。     

通过添加表面活性剂和螯合剂改进硅片化学清洗工艺的研究

通过在传统RCA清洗法所用的SC-1液中,添加表面活性剂四甲基氢氧化铵(TMAH)和/或螯合剂乙二胺四乙酸(EDTA),实验比较了不同清洗方法对颗粒粘污、金属粘污的去除效率;并测试了其对硅片表面粗糙度的影响。用MOS电容结构的击穿电场强度Weibull分布,评价了不同清洗方法所得氧化层的质量。结果表明,上述改进能够显著提高对颗粒粘污和金属粘污的去除效果,同时能省去RCA的SC-2清洗步骤,具有节省工时、化学试剂消耗量小的优势。     

一种对铜抛光后去除苯并三氮唑的新型清洗剂的研究

在化学机械平坦化(CMP)后,铜表面会残留一些颗粒污染(如二氧化硅)和有机物(如苯并三氮唑),这些杂质都会对集成电路造成很大的危害,因此CMP后清洗是必比不可少的过程。尤其是苯并三唑(BTA),它会和铜在其表面生成一层致密的Cu-BTA膜,使铜的表面疏水。这就要求有一种可以有效去除铜表面BTA的清洗剂。本次研究中提出的新型复合清洗剂主要来解决两个问题：一个是BTA的去除问题,另一个是清洗液对铜表面腐蚀的问题。清洗剂的主要成分有两种,一种是FA / OⅡ型碱性螯合剂,它主要用来去除BTA,另一种是FA / O I型表面活性剂,它主要用来解决铜表面的腐蚀问题。通过接触角和电化学的手段来表征BTA的去除情况。表面活性剂的抗腐蚀能力主要通过电化学实验来反映。本文提出的复合清洗剂在不腐蚀铜表面的前提下对于BTA的去除很有优势。关键词： 去除苯并三氮唑;碱性螯合剂;表面活性剂; 腐蚀抑制剂     

降低硅片表面微粗糙度的预氧化清洗工艺

利用原子力显微镜研究了预氧化清洗工艺对清洗后的硅片表面微粗糙的影响,并通过建立表面氧化过程的分子模型和氧化层模型来进行相应的机理分析.结果表明,硅片表面在含有氧化剂H2O2的溶液中生成一层氧化层后,能基本消除OH-对硅片表面的各向异性腐蚀,清洗后的表面微粗糙度比清洗前小,并且随SC-1清洗过程中NH4OH浓度的增大而减小.     

非离子表面活性剂在钽基阻挡层CMP中的作用

碱性条件下,非离子型表面活性剂在阻挡层化学机械平坦化中起着重要的作用。分别对阻挡层材料Cu、Ta以及SiO₂介质进行抛光,然后测量铜表面粗糙度。对含有不同浓度活性剂的抛光液进行接触角和Zeta电位的测试,并对活性剂的作用机理进行分析。活性剂体积分数达到3%时,铜表面粗糙度可达0.679 nm,抛光液在铜膜表面的接触角低至10.25°,Zeta电位达到-50.2 mV。实验结果表明,活性剂在减小粗糙度的同时可提高抛光液的湿润性和稳定性,便于抛光后清洗和长时间放置。     

LED用GaAs抛光片清洗技术研究

伴随着LED照明产业的迅猛发展,高质量的GaAs抛光片需求量日益增大.研究了一种有效的直径5.08 cm低阻GaAs免洗抛光片的清洗技术,采用异丙醇低温超声去蜡结合兆声温法清洗工艺,使晶片表面达到了低表面颗粒度、极低表面金属离子浓度,并形成了较薄的富As氧化层表面.表面颗粒度通过Tencor6220测试大于0.3 μm的颗粒少于10个,通过TXRF测试表面金属离子个数均控制在9×1010/cm2以内;通过台阶仪测量表面粗糙度为0.8 nm,通过偏振光椭圆率测量仪测得均一的2 nm厚表面氧化层.     

An Electrochemical Cleaning Technique for Removal of Surface Contamination before Texturization of Silicon Solar Cells

In order to decrease the consumption of reagents and silicon during removal of surface contamination before silicon texturing in solar cell manufacturing industry, a new low-cost surface treatment approach of electrochemical cleaning technique(ECT) is reported. In this technique, a powerful oxidizing electrolyte was obtained from the electrochemical reaction on Boron-doped Diamond(BDD) electrodes, and applied during removal of surface contaminations on silicon wafer surfaces. The slightly polished monocryst...     

Synergetic effect of chelating agent and nonionic surfactant for benzotriazoleremoval on post Cu-CMP cleaning

The cleaning of copper interconnects after chemical mechanical planarization (CMP) process is a critical step in integrated circuits (ICs) fabrication. Benzotriazole (BTA), which is used as corrosion inhibitor in the copper CMP slurry, is the primary source for the formation of organic contaminants. The presence of BTA can degrade the electrical properties and reliability of ICs which needs to be removed by using an effective cleaning solution. In this paper, an alkaline cleaning solution was proposed. The alkaline cleaning solution studied in this work consists of a chelating agent and a nonionic surfactant. The removal of BTA was characterized by contact angle measurements and potentiodynamic polarization studies. The cleaning properties of the proposed cleaning solution on a 300 mm copper patterned wafer were also quantified, total defect counts after cleaning was studied, scanning electron microscopy (SEM) review was used to identify types of BTA to confirm the ability of cleaning solution for BTA removal. All the results reveal that the chelating agent can effectively remove the BTA residual, nonionic surfactant can further improve the performance.     

多层铜布线表面CMP后颗粒去除研究

针对目前清洗技术存在的问题进行了详细分析,研究了微电子材料表面污染物的来源及其危害,并介绍了表面活性剂在颗粒去除方面的作用。研究了化学机械抛光(CMP)后Cu布线片表面的颗粒吸附状态,分析了铜片表面颗粒的吸附机理。采用非离子表面活性剂润湿擦洗方法,使Cu表面的颗粒处于易清洗的物理吸附状态。利用金相显微镜和原子力显微镜(AFM)在清洗前后进行对比分析,实验采用聚乙烯醇(PVA)刷子分别对铜片和铜布线片进行清洗,发现非离子界面活性剂能够有效去除化学机械抛光后表面吸附的杂质,达到了较好的清洗效果。     

GaAs表面旋转超声雾化清洗新技术

研究了一种新型湿法化学清洗半导体GaAs表面的方法。通过简单设计清洗工艺能使GaAs表面产生最低的损伤。GaAs表面清洗必须满足三个条件：(1)清除热力学不稳定因素和表面粘附的杂质,(2) 除去GaAs表面氧化层,(3)提供一个光滑平整的GaAs表面。本文采用旋转超声雾化方式用有机溶剂除去GaAs表面的杂质,再用NH4OH:H2O2:H2O= 1:1:10和HCl:H2O2:H2O=1:1:20顺次腐蚀非常薄的GaAs层,去除表面的金属污染,并在GaAs表面形成一个非常薄的氧化层表面,最后用NH4OH:H2O= 1:5溶液来清除GaAs表面氧化层。测试GaAs表面的特性,分别用X射线光电光谱仪、X射线全反射荧光光谱仪和原子力显微镜测试了GaAs表面氧化的组分、GaAs表面金属污染和GaAs表面形貌,测试结果表明通过旋转超声雾化技术清洗可提供表面无杂质污染、金属污染和表面非常光滑的GaAs衬底,以供外延生长。     

GaAs surface wet cleaning by a novel treatment in revolving ultrasonic atomization solution

A novel process for the wet cleaning of GaAs surface is presented. It is designed for technological simplicity and minimum damage generated within the GaAs surface. It combines GaAs cleaning with three conditions consisting of (1) removal of thermodynamically unstable species and (2) surface oxide layers must be completely removed after thermal cleaning, and (3) a smooth surface must be provided. Revolving ultrasonic atomization technology is adopted in the cleaning process. At first impurity removal is achieved by organic solvents; second NH_4OH : H_2O_2 : H_2O =1:1:10 solution and HCl : H_2O_2 : H_2O = 1:1:20 solution in succession to etch a very thin GaAs layer, the goal of the step is removing metallic contaminants and forming a very thin oxidation layer on the GaAs wafer surface;NH_4OH : H_2O =1:5 solution is used as the removed oxide layers in the end. The effectiveness of the process is demonstrated by the operation of the GaAs wafer. Characterization of the oxide composition was carried out by X-ray photoelectron spectroscopy. Metal-contamination and surface morphology was observed by a total reflection X-ray fluorescence spectroscopy and atomic force microscope. The research results show that the cleaned surface is without contamination or metal contamination. Also, the GaAs substrates surface is very smooth for epitaxial growth using the rotary ultrasonic atomization technology.     

用单片清洗设备进行晶圆背面清洗

晶圆背面的污染降低了半导体器件的成品率,而当器件进入100nm技术节点之后成品率的降低便显得尤为重要。因此,目前众多的器件制造厂家就要求在进行片子正面清洗的同时对其背面也能够实现清洗。由Akrion公司制造的Mach2HP系统就是这样一种单片清洗设备,它具有清洗晶圆正反两面的功能。在起初评价时,设备经过了大量的粒子去除效率的变化。这种大量的变化使我们不能了解这种设备真实的清洗能力。氮化硅(Si3N4)粒子污染的晶片被用以进行粒子去除效率测试。我们发现有Si3N4粒子的晶片引起了背面粒子去除效率的变化。这种含Si3N4粒子的晶片是通过在裸芯片上沉积Si3N4粒子而特意准备的。我们发现,一些较大的Si3N4粒子在晶片清洗时又分解成更小的粒子。如若在清洗之后分解的粒子仍保留在晶片上,它们便会降低晶片总的粒子去除效果。因此,在这些粒子沉积到晶片上之前,这些粒子群需要进一步分解成实际的粒子。经过了解晶片的预习处理,我们实现了这种清洗设备背面清洗效果的评价。