在半導(dǎo)體制造過程中,清洗工藝不僅是保證晶圓表面潔凈度的關(guān)鍵步驟,更關(guān)系到器件電性能與可靠性的穩(wěn)定。其中,金屬離子的控制成為半導(dǎo)體清洗材料設(shè)計和應(yīng)用中的重要指標。
金屬離子污染可能源自清洗液本身、設(shè)備管路殘留或清洗過程中帶入的微量雜質(zhì)。即便低濃度(ppb級)的金屬離子,也可能引發(fā)晶圓表面電荷失衡、氧化物層劣化或界面陷阱等問題,影響MOS器件閾值電壓或漏電流,導(dǎo)致良率下降。
在實際應(yīng)用中,常用的清洗液如SC1(NH?OH+H?O?+H?O)和SC2(HCl+H?O?+H?O)均具備一定去金屬離子能力,但仍需在化學(xué)配方和工藝參數(shù)中加以控制。例如SC2可通過絡(luò)合反應(yīng)將Cu、Fe、Ni等金屬離子溶解帶出,同時避免再次沉積。此外,還需使用超純水稀釋,減少雜質(zhì)帶入。
為實現(xiàn)更低金屬污染,一些高工藝節(jié)點采用螯合劑添加劑、樹脂吸附系統(tǒng)或多段漂洗組合,有效降低清洗后殘留金屬含量。尤其在FinFET、EUV等制程中,控制金屬離子已成為保障器件性能的必要條件。
半導(dǎo)體清洗材料中金屬離子的控制直接影響到器件電性穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)完整性和產(chǎn)品良率,是清洗工藝中的關(guān)鍵技術(shù)點。未來,隨著器件尺寸不斷微縮,對清洗材料的純度要求也將持續(xù)提升。