《炬丰科技-半导体工艺》半导体晶片的氢氟酸和盐酸蒸汽处理

书籍：《炬丰科技-半导体工艺》

章：半导体晶片的氢氟酸和盐酸蒸汽处理

编号：JFKJ-21-1002

使用蚀刻剂移动或蚀刻一层二氧化硅的部分，一种常见的蚀刻剂是氢氟酸。这通常使用浸入过程来完成，其中晶圆或一个或多个含有多个晶圆的载体浸入所需的含氢非或酸流体的处理液中。浸入式蚀刻凹槽的缺点之一是，晶片通常表现出粘附或嵌入在晶片中的颗粒数量的增加。随着半导体晶圆的特征尺寸继续减小到亚微米的尺寸，现在通常在0.1-0.5英里的外壳范围内，最小限度地减少污染的需求变得更加迫切。这些小的特征尺寸也为浸没处理造成了额外的问题，因为表面表面张力效应可以降低蚀刻的均匀性和由此产生的产品质量。

初始阶段首先引入完全含水的载气。这使得晶片表面在很短的时间内经历高梯度的水分增加。一段时间。紧接着是无水氟化氢气体，它不能与水蒸气达到任何有效的均匀或平衡状态，因为水蒸气的预先引入和氟化氢的快速终止引入产生了在晶片表面上从一点到另一点变化的高度反应性组合。所得的高反应性但不均匀的蚀刻气体能够具有高蚀刻速率。不幸的是，使用这种工艺的结果被证明是高度可变的，同一器件上的不均匀蚀刻是一个常见的问题，并且从一个器件到下一个器件也是不均匀的。对这种处理系统的接受最初是热烈的，但由于蚀刻速率不均匀问题的严重性，几乎被芯片制造商放弃。不均匀性问题nlso是由被处理材料的基质中存在的水量的变化引起的，在这种类型的处理过程中发生的高速反应过程中，这可能对芯片表面上反应物的有效局部浓度有非常显著的影响。

盐酸蒸汽蚀刻蒸汽的另一种较新的方法用作溶解金属、金属晶片和其它污染物颗粒的清洗剂。该系统利用特殊配置-真空处理晶片处理室表面的污染物颗粒，以提高颗粒计数作为处理结果--用蚀刻剂处理之前的晶片。试图从蒸汽晶片的生产和呈现方式中去除残留的水分，以解决半导体晶片或上述类似制品的混合物的不均匀蚀刻速率问题。被处理的相对短的持续时间的真空是非常重要的，因为实现处理不能去除具有适当益处的商业上可行的工艺的所有水分含量变化。晶片暴露在高反应性的氟化氢气体中，以保证在半导体芯片制造过程中使用，这种气体被引导到图灵工业中的晶圆厂。蒸汽混合物优选从一侧或两侧垂直取向。在微波发生器中产生的、几乎均匀进入的反应气体射流撞击在这些成分的表面或蒸汽混合物上，这些成分在局部中心区域起晶片表面的作用，并且通常是反应处理气体。蒸汽混合物最主要地导致质量传递的不均匀性，这是由于尽管有真空过程，但优选地与提供这种局部冲击的液相平衡-蒸汽。液相源也优选指向除水。

上述两种方法的不足之处在于，已经发现处理气体在这两方面都是有效的。这些技术在去除蚀刻氧化物和氮化物层以及金属离子或其他金属污染物方面的能力相对较差，这些金属离子或其他金属污染物可以同时去除氧化物层中的杂质或晶片上的微粒形式存在的金属、金属离子等。粘附在25个工艺表面上的后期污染物的典型应用是从晶片上去除二氧化硅层。现在，在硅晶片蚀刻之后，通常使用一系列清洗硅晶片和组合的金属微粒再加工。稀释氢氟酸以实现非常干净的蚀刻和非常低的偏氟酸处理，然后在水中处理，相对快速和高成本效益的过氧化氢和氢氧化铵中的c1e计数是一步完成的过程。这些过程也可能是常见的清洁方法。随后通常是适用于在水、过氧化氢和诸如砷化镓和铟酸等衬底材料中的其它晶片处理和子处理，以进一步清洁。晶圆片。这些清洁剂含有半导体。这些工艺是对之前的HF蚀刻的补充。有利地，从一系列处理步骤中产生的处理气体是耗时的，并且增加了蚀刻产品成本的均匀液体混合物或溶液。

蒸汽处理优选在被处理的晶片的旋转过程中进行，该旋转过程也是在产生循环的压力下的显著封闭或受限的处理室，该循环提供足够高的质量以防止源、蒸汽和作为液体处理流体的表面之间的转移沸腾。经ap处理的产品的加工压力。在足够的旋转速度下，1托-2托范围附近的涡流作用是可操作的，这对于降低液体混合物的温度是非常重要的。压力产生于传质和循环。这些在SU-l3fD托范围内的动态是更优选的，循环处理蒸气中的流动也是在6fO-9 D托范围内的大气压力，这对于保持均匀性和平衡是最重要的。气相，使得蚀刻速率在整个

液相处理混合物有利于晶片之间的交换和重复。

在本方法中，用于这种新的大范围湍流的均匀处理气体，即颗粒被搅动到一个点，该点导致从被处理的晶片迁移到晶片表面上，从而均匀地接触液体源或处理设备。被酸处理的表面。高转速的使用也可能导致电荷载体气体特别不被使用，因为会产生静电，这可能会加剧对这种方法的部分不利影响的显著复杂性和潜在性的认识，否则会由湍流引起。运载气体可以迁移。