引言

為了在半導體工藝中獲得均勻的電氣特性、高可靠性和高倍率，保持硅酮基板清潔度的技術隨著半導體器件的高密度化，其重要性日益增加。一般來說，半導體工藝中三個定義的目的是從基板表面去除粒子、有機物(organic residues)、轉移金屬和堿金屬。為此，目前再半導體制造過程中使用的方式可以分為干式和濕式工藝，濕式工藝與干式相比，污染物去除率顯著提高，自20世紀70年代由美國RCA Lab的Kern "開發以來，基本組成藥品沒有變化，至今廣泛用于半導體工藝。

將N型(100)硅單晶用CZ法和外延法生長的基板熱處理800℃到120℃后，用SCI溶液反復清洗用NH'F去除氧化膜的基板。清洗的基板使用激光散射法和熱波圖像儀觀察了表面產生的缺陷。報告說，CZ基板上表面的缺陷與熱處理溫度和時間成正比地增加，SCI溶液清洗蝕刻了表面的缺陷，減少了缺陷，KIK基板上的缺陷與熱處理溫度和時間無關。另外，“Ryuta等”、“銀”報告了SCI清洗后發現的缺陷是在Si決定內從缺陷中衍生出來的pit，而不是particle。觀察到SCI溶液中pit的數量隨著固定時間的增加而增加。pits基板在16次清洗后仍未形成pits。在上述兩項研究中，前者側重于氧化過程，后者強調SCI清洗，進行了實驗，但不足以將清洗與氧化的關聯與實際工藝聯系起來。此外，基板上的缺陷測量主要是利用無基板上的方法進行的本研究利用KLA公司的晶片搜索設備，通過觀察連續的SCI清潔-氧化過程對硅襯底表面的影響，特別是是否形成缺陷來進行。

通過搜索，KLA比LPS對缺陷位置的再現能力更好，因此除了將LPS用作比較實驗外，所有基材都使用KLA進行了檢查。所有基板在試驗前后分別測量了基板表面的缺陷。KLA的pixel大小為0.63?為了用固定，縮短搜索時間，只搜索了總基板面積的40%左右。LPS只能搜索簡單的缺陷，但KLA不僅可以在搜索后觀察缺陷，還可以在確定一個基板經過多道工序后發現的每個缺陷是新出現的缺陷還是已經存在的缺陷的允許范圍內決定了。

沒有氧化過程，為了觀察SCI在80℃到的三個正時之間對每個基板表面的影響，上述晶片在0.5wt%的HF溶液中冷卻75秒后，從1 : 2 : 10和1:1: 5( NH4OH : H202 : HQ)比率的SCI清洗了60分鐘。由于SCI內的NHQH，SCI溶液不僅會腐蝕硅，還會腐蝕氧化膜。比例為1:1:5的SCI溶液會增加表面的細度，影響氧化膜的可靠性等，因此SCI溶液內的NH、OH

的比例有減少的趨勢嗎？因此，本實驗使用1:2: 10比例的SCI，而不是1:1:5比例，觀察了對硅基板的影響。比例為1:1: 5的SCI溶液用于比較目的。基板上形成圖案后，連續氧化實驗中使用的基板在氧化前。在5wt% HF下冷卻75秒后，在1:2: 10 SCI溶液中清洗10分鐘后，KLA測定了基板的缺陷。缺陷測量后，400A、200A、400 A的3次pad氧化膜和150A的gate氧化膜在900 C、Q/HC1氣氛下生長。每次氧化膜生長后，氧化膜在HF中冷卻1100秒，過濾氧化膜后，在SCI溶液中清洗10分鐘，然后被KLA每次重新檢查。氧化膜的厚度和SCI蝕刻時間設置與實際半導體制粗工藝相似。

結果和考察

在以HF為最后清潔液的濕法工藝生成的疏水(hydrophobic)的硅SCI溶液中反復處理HF時，為了觀察清潔和凈化引起的表面變化，在SCI溶液內將無SCZ和外延圖案的CZ和IPIOSILION基板浸泡60分鐘。如Fig. 3所示，在比例為1:1:5的SCI溶液中，15分鐘、40分鐘和60分鐘的清洗后，LPS導管的CZ基板上的缺陷數與清洗前相比沒有太大差異。在外延中1:2: 10比例的SCI溶液中，也觀察到了同工同酬的結果。

LPS搜索中缺陷的數量沒有變化，因此使用KLA再次確認在SCI溶液中清洗對硅表面的影響，并使用KLA將有圖案的CZ和外延硅基板在1:2: 10和1 : 1 : 5 SCI溶液中再次清洗60分鐘。在1 : 2 : 10和] : ] : 5比例的SCI溶液中，三個FIG . 4(A)和CZ基板顯示了清洗后產生的缺陷，作為清洗時間的函數。沒有外延的CZ基板在硅ingot晶體中，由于基板的位置不同，氧氣量也不同，為了了解基板位置的影響，在ingot的中央和底部進行了分類，并用于實驗。

連續氧化-HF-SC1清洗在硅表面產生pit等缺陷，為了觀察酸化過程對表面缺陷形成的影響，CZ基板在N2氣氛下退火110至4小時后，與之前的其他基板一樣，在900℃下經歷了連續氧化-HF-SCI清洗過程。正如Fig. 8所見，這種高溫退火后的連續氧化過程隨著酸化的不斷增加，缺陷的數量迅速增加。這被認為是110的退火過程在室溫表面形成了defect nuclei，隨后的連續氧化，即在900℃相對較低的溫度下生長，無法移動到硅的內部(bulk)部分，殘留，隨著HF-SCI清洗的重復，其密度增加，在晶圓表面留下了pit等缺陷。這些缺陷將成為導致gate氧化膜低的原因之一。

結論

通過清洗時間和連續氧化和HF蝕刻考察了SCI清洗對硅片表面的影響，得出的結論如下:

當HF蝕刻硅基板從80℃清洗到1:2: 10和1:1: 5比例的SCI溶液中清洗60分鐘時，LPS或KLA定向的缺陷數不僅在CZ基板上，而且在IPI基板上，缺陷數也沒有隨著SCI清洗時間的變化而變

(2)當IPI和CZ硅基板重復連續的酸化-HF蝕刻-SCI清洗過程時，IPI基板隨著SCI清洗和氧化過程的不斷進行，基板表面缺陷的數量有所減少。但是，隨著CZ基板重復氧化-HF蝕刻-SCI三個定義過程，缺陷的數量直線增加。這可以認為，外延基板與CZ基板相比，缺陷或雜質少得多，在氧化過程中不會在表面生成氧化析出物等缺陷。

(3)通過反復氧化-HF蝕刻-SCI清洗的共晶生成的CZ基板表面缺陷是裂紋為0.7展示了以下pit一樣的形象。觀察到，這些缺陷隨著工藝的重復而增加。這不是由LPS或KLA測量的大小缺陷由簡單的SCI清洗產生的，而是由前后的其他工藝(氧化和HF蝕刻燈)產生的。

審核編輯：符乾江