вперед

     Существует много общего между технологией производства устройств из карбида кремния (SiC) и технологией производства кремния, но для этой развивающейся области важно определить, будут ли различия в материалах влиять на очищающую способность. Различия в материалах включают коэффициент диффузии, поверхностную энергию и прочность химической связи, которые могут играть роль в очистке критических поверхностей. В данной работе уровень загрязнения следов поверхности пластины карбида кремния 100H размером 150 мм или 4 мм после картирования емкостного напряжения (MCV) ртутным зондом сравнивался с уровнем после последующей очистки. Во время MCV контролируемо добавлялись следы металлов, таких как ртуть, железо и никель, и было показано, что различные методы очистки могут восстановить поверхность карбида кремния до уровня чистоты ниже 5x1010 атомов/см2. Обсуждается место и сравнение стоимости этих очисток в технологическом процессе интегрированных устройств.

Эксперимент и обсуждение

Ртутный зонд CV (MCV), TXRF и эксперимент по очистке

     С целью контролируемого введения загрязняющих веществ на поверхность карбида кремния и проверки очищающей способности детектирование ртути проводилось на эпитаксиальных пластинах карбида кремния диаметром 100 и 150 мм со сверхнизкой плотностью микротрубочек в тестере Semerab MCV-530, следы металлических загрязнителей измерялись методом TXRF, пластины были очищены различными чистящими химикатами, и следовые примеси в очищенных пластинах были снова проанализированы. Измерение MCV выполняется с использованием нескольких режимов измерения, таких как сканирование радиуса, картирование пластины и несколько измерений в одном и том же месте, что позволяет при первом измерении TXRF сравнить незагрязненную область с загрязненной областью, а TXRF после очистки сравнить состояние предварительной очистки.

Рисунок 1. Компоновка некоторых моделей, использованных в этом исследовании; В обоих случаях отображается положение TXRF пластины карбида кремния диаметром 50 мм и диаметром около 10 мм (режим эксперимента с пластиной карбида кремния диаметром 100 мм не показан). Слева: 10-точечное сканирование радиуса MCV (диаметр точки измерения ~ 1.7 мм) позволяет проводить 5-точечные измерения TXRF для анализа зон, загрязненных ртутью, и зон, свободных от ртути. Справа: 165-точечные измерения TXRF на пластине карбида кремния 150H диаметром 4 мм, отображаемые на базе TXRF длиной 200 мм.MCV, результаты предварительной очистки TXRF и последующей очистки TXRFДоказано, что любая очистка эффективна в удалении некоторой степени металлических примесей. Картированный уровень ртути, измеренный на пластине карбида кремния диаметром 100 мм с молибденовым анодом TXRF, показал, что он снизился с типичного среднего значения 2.5x1013 атомов/см2 и типичного максимального значения 2.4x1014 атомов/см2 до уровня ниже предела обнаружения 300 секунд ~7x1010 атомов/см2 сразу после эпитаксиального теста. Очистка RCA на пластине карбида кремния диаметром 50 мм доказала свою эффективность в удалении ртути, никеля, железа и других металлов. Результаты измерений после очистки ниже, чем предел обнаружения концентрированной последовательности RCA, ниже, чем у разбавленной последовательности RCA, но все же измеримы.На рис. 2 показано сравнение измеренных значений TXRF до и после очистки разбавленным RCA. Загрязнение поверхности железом до очистки было ограничено краем пластины, и эти места все еще можно было измерить после очистки разбавленным RCA, хотя они и уменьшились. В целях повышения производительности и надежности тенденцию очистки можно наблюдать на различных интересующих металлах (включая ртуть, железо и никель), а тенденцию очистки можно наблюдать неоднократно на нескольких пластинах.

Рисунок 2. Загрязнение железом, измеренное на поверхности 150-миллиметровой пластины карбида кремния 4H, очищали при 50 ℃ в соответствии с последовательностью RCA 1:2:50, каждый раз в течение 5 минут, в резервуаре SC1 и SC2 с DHF, время очистки составляло 30 секунд. На этапе предварительной очистки концентрация железа на кромке высока. Хотя концентрация железа на всех участках снижается после очистки, она все равно превышает предел обнаружения этого процесса.Ради выхода и надежности тенденцию очистки можно наблюдать на различных родственных металлах (включая кальций, ртуть, железо и никель), а тенденцию очистки можно наблюдать неоднократно на нескольких пластинах, хотя некоторые элементы полностью очищаются до уровня ниже допустимого. предел обнаружения TXRF с использованием разбавленной дихлоруксусной кислоты (титан, хром, медь и цинк). На рис. 3 показано использование процесса разбавленного RCA для уменьшения поверхностного загрязнения никелем. Опять же, следует отметить, что концентрация никеля выше на краю пластины, и очистка привела к тому, что большинство областей оказались ниже предела обнаружения измерения.

Рисунок 3. Загрязнение поверхности никелем, измеренное до и после очистки при 50 ℃ в течение 5 минут (каждый резервуар SC1 и 2, этап DHF) на пластине карбида кремния 150H диаметром 4 мм в последовательности RCA 1:2:50, выполнялось в течение 30 секунд. На этапе предварительной очистки концентрация никеля на кромке высока. Хотя после очистки содержание никеля на всех участках снижается, в некоторых местах концентрация никеля все же превышает предел обнаружения.

резюме
     Поскольку известно, что химия RCA может удалять загрязняющие вещества путем окисления поверхности кремния и удаления оксидов во фтористом водороде, этот механизм не может быть реализован на карбиде кремния, поскольку не ожидается, что эти химические вещества будут травить или окислять карбид кремния при температуре, используемой в этой работе. . В предыдущей работе было высказано предположение, что шероховатость играет роль в улавливании металлических загрязнителей, а обработка фтористым водородом приводит к тому, что гидрофильная поверхность в основном заканчивается гидроксидом кремния и углеродно-кислородными группами. Результаты показывают, что разбавленный RCA с более коротким временем и более низкой температурой не эффективен для удаления железа, никеля и, возможно, ртути. Хотя шероховатость может быть фактором, влияние температуры и времени может указывать на то, что растворение металлов (соляная кислота и NH4OH) в химии SC1 и SC2 является основным механизмом, но мы предполагаем, что здесь оно может играть роль посредством диффузии гидроксил кремния и углерод-кислородный поверхностный слой. Следует также отметить, что точный механизм добавления железа и никеля до сих пор неясен, а возможными основными причинами являются обработка кромок погружной камеры и/или загрязнение производства пластин. Поскольку на стоимость сильно влияют время (влияющее на производительность) и концентрация (влияющее на стоимость материала и стоимость обработки), но меньшее влияние оказывает температура (влияющая только на первоначальную стоимость оборудования), важно изучить параметры управления удалением. металлических загрязнителей в будущем. Также желательно выполнять эту работу на оборудовании, способном обрабатывать распылением, поскольку более высокая скорость потока вблизи пластины позволяет достичь высокой скорости растворения, что позволяет примесям быстрее диффундировать с поверхности (15). Этот эффект был хорошо оценен при удалении полимера (16), а оценка карбида кремния также может показать его связь с металлическими загрязнениями, хотя обработка на этом оборудовании может привести к тому, что значение поверхностного загрязнения будет еще ниже предела обнаружения TXRF.

Отказ от ответственности: Эта статья воспроизведена из «Waring Kona». Эта статья отражает только личную точку зрения автора и не отражает точку зрения Sacco Micro и отрасли. Он предназначен только для перепечатки и распространения в целях защиты прав интеллектуальной собственности. При перепечатке просьба указывать первоисточник и автора. Если есть какие-либо нарушения, пожалуйста, свяжитесь с нами, чтобы удалить их.

Тел. компании: +86-0755-83044319
Факс/факс:+86-0755-83975897
Почта: 1615456225@qq.com
QQ: 332496225 Менеджер Цю
Адрес: комната 809, блок C, здание Zhantao Technology Building, проспект Минчжи № 1079, новый район Лунхуа, Шэньчжэнь.