Органические загрязнения на поверхности полупроводниковых пластин

Источником органических загрязнений, попадающих на поверх­ность подложек в среде ЧПП, в основном являются транспортные контейнеры пластин, панели установок. В технологическом про­цессе изготовления полупроводниковых изделий используется тара для хранения и транспортировки полупроводниковых пластин с участка на участок (обычно из полипропилена), а также технологи­ческая тара для обработки подложек в ваннах с химическими реа­гентами (обычно из фторопласта). В процессе эксплуатации техно­логической тары происходит осаждение загрязнений на пластины (ионы, группы полимеров, к примеру, COF) во время хранения и транспортировки подложек, а также адсорбция материала кассеты в ванну с химическим раствором. Кроме того, образуются механи­ческие частицы при постоянном соприкосновении частей транс­портировочной тары и кассеты с пластинами. Существенной явля­ется проблема электростатического заряда подложек, транспорт­ных кассет и контейнеров.

В табл.2.6 представлены наиболее часто применяемые методики обработки подложек химическими растворами с целью удаления поверхностных органических загрязнений.

Таблица 2.6

Методики обработки подложек для удаления органических загрязнений

На наиболее критичных операциях технологического маршрута изготовления микроэлектронных изделий (перед окислением под поликремниевый затвор, перед запуском полупроводниковых пла­стин в производство) вводится дополнительная операция отмывки тары в водном растворе, содержащем ПАВ, что способствует сни­жению уровня поверхностных загрязнений подложек [2].

В настоящее время производство полупроводниковых изделий стремительно развивается. Соответственно, развиваются методы химической обработки полупроводниковых пластин и контроля со­стояния поверхности подложек. Каждый процесс химической обработки имеет как преимущества, так и недостатки перед дру­гими методами очистки подложек, поэтому в настоящее время нет универсального технологического процесса и оборудования полностью удовлетворяющих всех производителей полупровод­никовых изделий. Вероятно, развитие методов очистки поверхно­сти полупроводниковых пластин будет зависеть от конкретных за­дач, решаемых производителем микроэлектронных элементов, и пойдет по пути совмещения "жидкостных" и "сухих" методов об­работки.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ К ГЛАВЕ 2

1. Баранов Ю.Л., Круглов И.И. Автоматизация производства полупроводниковых приборов // Обзоры по ЭТ. (Сер. 2. Полупроводниковые приборы) 1990. Вып. 4(1556).

2. Прокопьев Е.П., Тимошенков С.П., Калугин В.В. Технология КНИ структур // Петербургский журнал электроники. 2000. № 1. С. 8 – 25.

3. Burkman D. Optimizing the cleaning procedure for silicon wafers prior to high temperature operations // Semiconductor International. 1981. V. 14. № 14. Jul. P. 104 – 116.

4. Bansal I., Particle contamination during chemical cleaning and photoresist stripping of silicon wafer // MICRO. 1984. V. 2. №. 8. P. 35 – 40.

5. Суворов А.Л., Чаплыгин Ю.А., Тимошенков С.П., Графутин В.И., Залужный А.Г., Калугин В.В., Дьячков С.А., Прокопьев Е.П., Реутов В.Ф., Шарков Б.Ю. Анализ преимуществ, перспектив применений и технологий производства структур КНИ // Препринт ИТЭФ 27–00. 2000. 51 с.

6. Tong Q.-Y., Gosel M. Wafer bonding and layer splitting for microsystems // Adv. Mater. V. 11. № 17. 1999. P. 1409 – 1425.

7. Прокопьев Е.П., Тимошенков С.П., Суворов А.Л. и др. Особенности технологии изготовления КНИ структур прямым сращиванием пластин кремния и контроля их качества // Институт теоретической и экспериментальной физики. 2000. С. 2 – 11.

8. Красников Г.Я., Зайцев Н.А. Физико-технологические основы обеспечения качества СБИС. М. "Микрон-принт". 1999.

9. Микитась Н.К., Минкин М.Л., Сухопаров А.И. Организаци­онно-технические аспекты создания призводства СБИС уровня технологии 0,8-1,2 мкм на кремниевых пластинах диаметром 150 мм // Труды Proceeding 2A. Вып. 2. 1997.

10. Sievert W. New standards improve chemistry between device makers, suppliers // Semiconductor magazine. 2000. V. 1. Iss. 3. Mar. P.30 – 34.

11. Валиев К.А., Кармазинский А.Н., Королев М.А. Цифровые интегральные схемы на МДП-транзисторах. М. Cов. Радио. 1971. С. 377.

12. Kern W. The evolution of silicon wafer cleaning technology // J. Electrochem. Soc. 1990. V. 137. № 6. P. 1887 – 1890.

13. Редин В.М., Ушаков В.И., Каракеян В.И., Минкин М.Л., Гребенкин В.З. Генерация аэрозолей оборудованием микроэлек­троники и аспекты создания технологической среды требуемой чистоты // Обзоры по ЭТ. Сер. 3. Микроэлектроника. 1989 г. Вып. 2 (1466).

14. Syverson D. An advanced dry/wet cleaning process for silicon surfaces // FSI International. Technical report dry clean­ing/rinsing/drying. TR 369. 1991. P. 3 – 7.

15. Голото И.Д., Докучаев Б.П., Колмогоров Г.Д., Чистота в производстве полупроводниковых приборов и ИС. М. Энергия. 1975. С. 6 – 11.

16. Elliot D.J. Contamination control using a nitrogen-purged microenvironment // Solid state technology. 1993. V. 36. № 11. P. 75 - 76.

17. Балыченко А.А., Беклемышев В.И. и др. Процессы удаления алюминия с поверхности кремниевых пластин. // Микроэлект-роника. 1991. Т. 20. Вып. 4. С. 410.

18. Грибов Б.Г. Материалы для электроники: состояние и перспективы развития // Электронная промышленность. 1993. № 11 – 12. С. 30 – 36.

19. Файнштейн С.М. Обработка и защита поверхности полупро­водниковых приборов // Энергия. 1970. С. 5.

20. Лукшин Ю.А. Разработка и исследование способов сниже­ния привносимого аэрозольного загрязнения манипуляционным оборудованием микроэлектроники: // Дис. канд. техн. наук. М. 1990.

21. Петрова В.З., Ханова Н.А., Гребенькова В.И., Шутова Р.Ф., Борисов А.Г. Химия в микроэлектронике, Ч. 1 // МИЭТ. 1995. С. 26.

22. Сретенский В.Н. Точность как фактор развития электрон­ного производства // Электронная промышленность. 1993. № 11 - 12. С. 69 – 74.

23. Таруи Я. Основы технологии СБИС // М. Радио и связь. 1985. С. 337 – 340.

24. Bruel M., Aspar B., Maleville. C., Moriceau H. Unibond SOI wafers achieved by smart-cut process // J. Electrochem. Soc. proceedings. 1997. V. 23. P. 2 – 10.

25. Калугин В.В. Эффективность применения в производстве кислотного процессора "Mercury MP" // Тез. докладов 3-ей Меж­дународной научно-технической конференции "Микроэлектроника и информатика – 97". С. 167 – 168.

26. Lysarht P. S. Addressing Cu contamination via spin-etch cleaning // Solid state technology. 1999. V. 42. № 11. P.63 – 70.

27. Chesters S. A fractal-based method for describing surface texture // Solid state technology. 1991. V. 34. № 1. P. 73 – 76.

28. Яминский И.В. Работы ученых МГУ в области туннельной спектроскопии и наноэлектроники // Электронная промышлен­ность. 1993. №10. С. 25 – 28.

29. ГОСТ 2789-73. Шероховатость поверхности, параметры, характеристики. М. 1981.

30. Быков В.А., Емельянов А.В. и др. Наноэлектроника как пер­спектива развития микроэлектроники // Электронная промышлен­ность. 1993. № 11 – 12. С. 42 – 46.

31. Баранов Ю.Л., Круглов И.И. Совершенствование чистых производственных помещений для изготовления полупроводнико­вых приборов // Обзоры по ЭТ. Сер. 2. Полупроводниковые при­боры. 1989. Вып. 1 (1424).

32. Тимошенков С.П., Калугин В.В. Загрязнение поверхности пластин кремния в комнатах различного класса чистоты // Тез. докладов на Всероссийской научно-технической конференции "Новые материалы и технологии, НМТ-98". С. 284.

33. Ohmi T. Total room temperature wet cleaning of silicon surfaces // Semiconductor International. 1996. V. 19. № 8.

34. Кирюшина И.В. Управление процессами жидкостной химической подготовки пластин с помощью Z- и редокс-потенциалов // Тезисы 3-ей Международной научно-технической конференции "Электроника и информатика-2000". С. 155, 156.

35. Lester M.A. Clean approaches for dual-damascene // Semiconductor international. V. 22. № 9. Aug. 1999. P. 51.

36. Hall R.M., Rosato J.J. Improving rinse efficiency with automated cleaning tools // Semiconductor International. 1996. V. 19. № 11.

37. Christenson K., Smith M., Werho D. Removing metallic contaminants in RCA-2 clean as a function of blend ratio and temperature // Microcontamination. 1994. V. 12. № 6.

38. Couteau T. Dilute RCA cleaning chemistries // Semiconductor International. 1998. V. 21. № 11. P.95 – 100.

39. Кибартас Н.А., Попов В.А., Черных И.С. Контроль парамет­ров полупроводниковых пластин // Зарубежная электронная тех­ника. 1989. №5. С. 66 – 95.

40. Бутурлин А.И., Голубская И.Э., Чистяков Ю.Д. Методы исследования и контроля чистоты поверхности // МИЭТ. 1989.

41. Панкратов В.В., Тихонов А.Н. Автоматизированный растро­вый электронный микроскоп – эффективное средство технологиче­ского контроля в МЭ // Микроэлектроника. 1982.

42. Емельянов В.А., Баранов В.В. и др. Методы контроля параметров твердотельных структур СБИС // "Бестпринт". Минск. С. 8 – 50.

43. Braun E. A. Defect detection overcomes limitations // Semiconductor International. 1999. V. 22. № 12. P. 44 – 52.

44. Vollrath W. Optical microscopy at sub-0,1 mcm resolution: fiction or vision // Semiconductor international. 1999. V. 22. № 12. P. 52 – 60.

45. Боханкевич В.И. Комплексная оценка качества МДП-струк­тур по напряжению микропробоя // Электронная промышленность. 1985.

46. Beck E.S. Avoiding the pitfalls of surface analysis // Solid state technology. 1997. V. 40. № 10. P.169 – 178.

47. Eggleston C.M, Higgins S.R., Patrisia. Scanning Probe Microscopy of Environmental Interfaces // American Chemical Society. 1998. V. 32. Iss. 19. P. 456 – 459.

48. Неволин В.К. Основы туннельно–зондовой нанотехнологии // Учебное пособие. М. МИЭТ. 1996. С. 3 – 8.

49. Алешкин В.Д. и др. Влияние подготовки поверхности кремния на качество термически выращенных слоев двуокиси кремния // ЭТ. Сер. Полупроводниковые приборы. 1975. Вып. 10(102). С. 112 – 117.

50. Braun E. A. Photoresist stripping faces low-k challenges // Semiconductor international. 1999. V. 22. № 12. P. 64 – 74.

51. Deal B.B., McNeilly M.A., Kao D.B., deLarios J.M. Vapor phase wafer cleaning and integrated processing: technology for the 1990’s // Proceeding – Institute of Environmental Sciences. 1990.

52. Grudner M. Wet chemical treatments of Si surfaces: Chemical composition and morfology // Solid state technology. 1991. V. 34. № 2. P. 69 – 75.

53. Hattory T. Environmentally friendly single-wafer spin cleaning // Solid state technology. 1999. V. 42. № 11. P. 73 – 80.

54. Meuris M., Merteus P.W., Opdebeeck A. The IMEC clean: a new concept for particle and metal removal on Si surfaces // Solid State Technology. 1995. V. 38. № 7. P. 109.

55. Wolke K. Marangoni wafer drying avoids disadvantages // Solid State Technology. V. 39. № 8. Aug. 1996. P. 87 – 90.

56. Britten J. A. A moving-zone Marangoni drying process for critical cleaning and wet processing // Solid state technology. 1997. V. 40. № 10. P. 143 – 148.

57. Parekh B., Zanka J. Point-of-use purification in DHF bath // Solid State Technology. 1996. V. 39. № 7.

58. Christenson K. The effects of increased chemical temperature in a centrifugal spray processor // Technical report. 1994. № TR 399. P. 3 – 7.

59. Nguyen V. Optimization of the thin-oxide etch process on 150 mm and 200 mm wafers in the Mercury multi-position spray processing system // Technical report 1994. № TR 405. P. 3 – 8.

60. Mayer A., Shwartzman S. Megasonic cleaning: A new cleaning and drying system for use in semiconductor processing // J. electronic materials. 1979. № 6.

61. Hall R.M. Investigating particle, metallic deposition in megasonic wafer cleaning // MICRO. 1996. V. 14. № 7. P. 81 – 90.

62. Bushanina A.A., Dai F. Megasonic cleaning // Semiconductor international. 1997. V. 20. № 8.

63. Курносов А.И., Юдин В.В. Технология производства полупроводниковых приборов // Судостроение. 1965. С. 20 – 24.

64. Burggraaf P. Water cleaning: brush and high-pressure scrubbers // Semiconductor International. 1981. V. 4. № 7.

65. Walter A. E. Paczewski R. M. Using an enclosed process chamber for FPD chemical cleaning // MICRO. 1996. V. 14. № 5.

66. Kristenson K. K. Benefits and challenges of centrifugal spray processor technology // Solid State Technology. 1997. V. 40. № 12.

67. Hymes D. J., Malic I. J. Using double-sided scrubbing systems for multiple general fab application // MICRO. 1996. V. 14. № 9.

68. Werbaneth P., Meyer J. FeRAM plasma etch for volume production // Semiconductor European. 1999. V. 21. № 5. P. 23 – 26.

69. Lester M.A. Researchersn develop non-contact technique for cleaning wafers // Semiconductor international. 1999. V. 22. № 10. P. 52.

70. Sargent J. Transition in the post-etch wafer-cleaning market and technologies // Solid state technology. 1997. V. 40. № 5.

71. Moslehi M.M., Davis C.J. Singl-wafer processing tools for agile semiconductor production // Solid state technology. 1994. V. 37. № 1. P. 35 – 45.

72. Fazlin F. Plasma treatment for improvement wire bonding // Solid state technology. 1996. V. 39. № 10.

73. Singer P. Wafer cleaning: making the transition to surface engineering // Semiconductor International. 1995. V. 18. № 10. P. 88.

74. Weygand J. F. Cleaning silicon wafers with an argon/nitrogen cryogenic aerosol process // MICRO. 1997. V. 15. № 4. P. 47 – 54.

75. Wu J. J. Wafer cleaning with cryogenic argon aerosol // Semiconductor International. 1996. V. 19. № 8.

76. Lester M. A. A new clean method: photoreactive cleaning // Semiconductor international. 1999. V. 22. № 12. P. 60.

77. Lester M. A. Laser post-CMP cleans // Semiconductor international. 1998. V. 21. № 11. P.48.

78. Lester M.A. Post clean treatment for metal layers // Semiconductor international. 1998. V. 21. № 10. P. 56.

79. Chu P.K. Plasma doping: progress and potential // Solid state technology. 1999. V. 42. № 10. P.77 – 82.

80. Patrick R., Baldwin S., Williams N. Closed-loop bias voltage control for plasma etching // Solid state technology. 2000. V. 43. № 2. P.59 – 66.

81. Osborne N., Rust W., Laser A. Understanding ion induced damage // Semiconductor European. 2000. V. 22. № 7. P. 21 – 23.