前鋒

     碳化矽（SiC）裝置製造技術與矽製造技術有許多相似之處，但對於這個發展中的領域來說，確定材料差異是否會影響清潔能力具有重要意義。 材料差異包括擴散係數、表面能和化學鍵強度，所有這些都可以在清潔關鍵表面方面發揮作用。 在這項工作中，將汞探針電容電壓（MCV）映射後的100mm或150mm 4H碳化矽晶圓的微量表面污染水平與後續清洗後的微量表面污染水平進行了比較。 MCV製程中，可控制添加汞、鐵、鎳等微量金屬，結果表明，各種清洗方法可將碳化矽表面恢復到低於5x1010原子/cm2的清潔度。 討論了這些清洗在整合元件製程中的地位和成本比較。

實驗與討論

汞探針CV（MCV）、TXRF和清洗實驗

     為了可控制地將污染物引入碳化矽表面並測試其清洗能力，在Semerab MCV-100測試儀中對150mm和530mm超低微管密度外延碳化矽片進行汞檢測，透過TXRF，用各種清洗化學品將晶圓清洗，並再次分析清洗後的晶圓中的微量雜質。 MCV 測量採用多種測量模式進行，例如半徑掃描、晶圓映射和同一位置的多次測量，這使得第一次 TXRF 測量可以比較未污染區域與污染區域，而清潔後 TXRF 則可以比較污染區域。預清洗狀態。

圖1。 本研究中所使用的一些模型的佈局； 在這兩種情況下，都顯示了50mm碳化矽晶圓和約10mm直徑的TXRF位置（未示出100mm碳化矽晶圓的實驗模式）。 左：MCV 10 點半徑掃描（~ 1.7mm 直徑測量點）允許 5 點 TXRF 測量來分析汞污染區域和無汞區域。 右圖：在 165mm TXRF 底座上顯示的 150mm 4H 碳化矽晶圓上的 200 點 TXRF 測量。MCV、清洗前 TXRF 和清洗後 TXRF 結果事實證明，所有清潔都可以有效去除一定程度的金屬雜質。 在鉬陽極 TXRF 的 100mm 碳化矽晶片上測量的映射汞含量顯示，汞含量從典型平均值 2.5x1013 原子/cm2 和典型最大值 2.4x1014 原子/cm2 下降到低於檢測極限 300 的水平外延測試後立即約7x1010 個原子/cm2 秒。 50毫米碳化矽晶圓上的RCA清洗已被證明可有效去除汞、鎳、鐵和其他金屬。清洗後的測量結果低於濃縮RCA序列的檢測極限，低於稀釋RCA序列的檢測極限，但仍可測量。圖2示出了稀釋RCA清洗前後映射的TXRF測量值的比較。 在清潔之前，表面上的鐵污染僅限於晶圓邊緣附近，並且在使用稀釋的 RCA 清潔後，儘管這些位置有所減少，但仍可測量。 為了良率和可靠性，可以在各種感興趣的金屬（包括汞、鐵和鎳）上觀察清洗趨勢，並且可以在多個晶圓上重複觀察清洗趨勢。

圖2。 將150mm 4H碳化矽片表面測得的鐵污染在DHF的SC50&SC1槽中依照2:50:5的RCA順序在1℃下清洗，每次清洗2分鐘，清洗時間為30秒。 在預清理階段，邊緣處的鐵濃度較高。儘管清洗後所有區域的鐵濃度均有所下降，但濃度仍高於該製程的檢測極限。為了良率和可靠性，可以在各種相關金屬（包括鈣、汞、鐵和鎳）上觀察清洗趨勢，並且可以在多個晶圓上重複觀察清洗趨勢，儘管有些元素完全清洗到低於使用稀釋二氯乙酸（鈦、鉻、銅和鋅）的TXRF 檢測極限。 圖3說明了使用稀釋RCA製程來減少鎳的表面污染。 再次值得注意的是，晶圓邊緣的鎳濃度較高，清洗使得大部分區域低於測量的檢測極限。

圖3。 在 50mm 5H 碳化矽晶圓上，以 1:2:150 的 RCA 順序，在 4℃ 清洗 1 分鐘（每個 SC2&50 槽，DHF 步驟）之前和之後測量表面映射的鎳污染，測量時間為 30 秒。 在預清洗階段，邊緣的鎳濃度較高。雖然清洗後各區域鎳含量下降，但部分地方鎳濃度仍高於檢測極限。

總結
     由於眾所周知RCA 化學可以透過氧化矽表面和去除氟化氫中的氧化物來去除污染物，因此這種機制可能無法在碳化矽上實現，因為這些化學物質預計不會在本工作中使用的溫度下蝕刻或氧化碳化矽。 在先前的工作中，有人提出粗糙度在捕獲金屬污染物方面發揮作用，氟化氫處理導致親水錶面大部分被氫氧化矽和碳氧基封​​端。 結果表明，較短時間和較低溫度的稀釋RCA不能有效去除鐵、鎳和可能的汞。 雖然粗糙度可能是一個因素，但溫度和時間的影響可能表明 SC4 和 SC1 化學中金屬（鹽酸和 NH2OH）的溶解是主要機制，但我們在這裡建議它可以透過擴散來發揮作用。氧表面層。 還應該指出的是，添加鐵和鎳的確切機制仍不清楚，浸沒盒的邊緣處理和/或晶圓製造的污染是可能的根本原因。 由於成本受時間（影響產量）和濃度（影響材料成本和處理成本）影響較大，而受溫度影響較小（僅影響初始設備成本），因此探索控制去除的參數具有重要意義未來的金屬污染物。 也希望在能夠進行噴霧處理的設備中進行這項工作，因為靠近晶片的較高流速可以實現高溶解速率，這使得雜質更快地從表面(15)擴散。 這種效應已在聚合物去除中得到了很好的評估（16），對碳化矽的評估也可以顯示其與金屬污染物的關係，儘管在此設備中進行處理可能會導致表面污染物值進一步低於TXRF 檢測極限。

免責聲明：本文轉載自《Waring Kona》。本文僅代表作者個人觀點，並不代表Sacco Micro及業界的觀點。僅供轉載分享，支持保護智慧財產權。轉載時請註明原出處及作者。如有侵權，請聯絡我們刪除。

公司電話：+86-0755-83044319
傳真/傳真：+86-0755-83975897
郵箱：1615456225@qq.com
QQ：332496225 邱經理
地址：深圳市龍華新區民治大道809號展濤科技大樓C座1079室