集成电路制造工艺第4章 集成电路制造中的污染控制

5. 静电释放(ESD) 一旦硅片表面有了电荷积累，它产生的电场就能吸引带电颗 粒或极化并吸引中性颗粒到硅片表面。
图4-5 带电硅片吸附颗粒
1. 空气
4.2 玷污的源与控制
2. 人 超净服系统的目标是满足以下职能标准： • 对身体产生的颗粒和浮质的总体抑制； • 超静服系统颗粒零释放； • 对ESD的零静电积累； • 无化学和生物残余物的释放。
氢结合在一起,有时也和其他元素结合在一起。有机物玷污的 一些来源包括细菌、润滑剂、蒸汽、清洁剂、溶剂和潮气。 4. 自然氧化层
自然氧化层引起的一个问题在于金属导体的接触区。接触 使得互连线和半导体器件的源区及漏区保持电学连接，如果 有自然氧化层存在，将增加接触电阻，减少甚者可能阻止电 流流过。
图4-4 接触孔底部的自然氧化层引起差的电接触
2. 干法清洗工艺
图4-11 等离子清洗机的工作原理及清洗过程
第4章 集成电路制造中的污染控制
• 本章的学习目标： 1.了解集成电路制造中玷污的的种类。 2.了解集成电路制造中玷污控制的方法。 3. 熟悉清洗工艺流程及清洗设备。 4. 掌握化学湿法清洗及工艺流程操作。
4.1 集成电路制造中的玷污
• 净化间玷污分为五类： 颗粒 金属杂质 有机物玷污 自然氧化层 静电释放（ESD）
第二步是去除颗粒，一般用NH4OH/H2O2/H2O(APM)1号标准清洗液 (SC-1)。SC-1清洗液是碱性溶液，主要通过氧化颗粒或电学排斥作用。 H2O2是强氧化剂，能氧化硅片表面和颗粒。颗粒上的氧化层能提供消散 机制，分裂并溶解颗粒，能破化颗粒和硅片表面之间的附着力。
图4-9 颗粒在SC-1中的氧化合溶解 图4-10 颗粒通过负电荷排斥而去除
图4-6 穿净化服的技术员
3. 净化间布局
图4-7 早期净化间的舞厅式布局
图4-8净化间间格和夹层的概念
4. 生产设备 工艺设备中各种颗粒玷污来源的一些例子: 剥落的副产物积累在腔壁上； 自动化的硅片装卸与传送； 机械操作，如旋转手柄和开关阀门； 真空环境的抽取和排放； 清洗和维护过程。
4.3清洗工艺
晶圆表面有各种不同类型的玷污，每一种在晶圆上表现为不 同的问题，只有知道了各种玷污的来源，明确各种玷污的影 响，针对具体的玷污，才能制定出具体的清洗方法，各种玷 污的来源和相对的影响。
1. 化学湿法清洗工艺
典型的硅片湿法清洗流程如下： 第一步是去除有机物和金属，用到的试剂是H2SO4/H2O2(SPM)。 硫酸 具有强氧化能力，可把金属溶解在药水里进行清洗，同时硫酸也具有很 强的脱水性，可以使用有机物脱水而碳化，而过氧化氢可将碳化物氧化 成一氧化碳或二氧化碳气体。
1. 颗粒
图4-1 人类头发对0.18微米颗粒的相对尺寸
2. 金属杂质
金属离子在半导体材料是高度活动性的，可被称为可动离子 玷污（MICห้องสมุดไป่ตู้。 MIC玷污能迁移到栅结构中的氧化硅界面，改变开启晶体管 所需的阈值电压（见图4-3）
图4-3 可动离子玷污改变阈值电压
3. 有机物玷污 有机物玷污是指那些包含碳的物质,几乎总是同碳自身及