介紹

兆頻超聲波清洗已被用于去除集成電路器件的硅晶片制造中的缺陷，例如顆粒和聚合物/抗蝕劑殘留物。然而，隨著器件技術(shù)節(jié)點(diǎn)的縮小，兆頻超聲波清洗正面臨著保持高清洗效率的挑戰(zhàn)，這種高清洗效率是由較小顆粒的穩(wěn)定氣穴流動(dòng)力促進(jìn)的，而不會(huì)產(chǎn)生由瞬態(tài)空穴的劇烈內(nèi)爆引起的圖案崩潰。南。活女神等人。報(bào)道稱，溶解了CO2的水(CO2 DIW)有可能通過最大限度地減少瞬時(shí)空腔的無限制爆炸來抑制兆頻超聲波曝光期間的晶片損壞。這是通過對(duì)聲致發(fā)光的研究來實(shí)現(xiàn)的，聲致發(fā)光是液體被足夠強(qiáng)度的聲晶片照射時(shí)釋放光的現(xiàn)象，是空化事件的敏感指標(biāo)。本文比較了在N2氣化水(N2 DIW)中，在大于100納米尺寸的Si3N4顆粒和納米節(jié)點(diǎn)線/空間圖案的兆頻超聲波功率范圍內(nèi)，CO2溶解對(duì)顆粒去除效率和圖案塌陷的影響。

實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)在300毫米Akrion Systems的金手指速度工具上進(jìn)行，該工具提供兩種不同類型的兆頻超聲波清洗；前側(cè)(FS)兆頻超聲波系統(tǒng)，石英棒連接到壓電晶體(1.6兆赫)，后側(cè)(BS)用塑料覆蓋的壓電材料(830千赫)，如圖1所示。二氧化碳(約。1000ppm) DIW和N2(約。20ppm) DIW是使用在一定壓力下連續(xù)充入CO2或N2的每個(gè)膜制備的。對(duì)于顆粒去除實(shí)驗(yàn)，300毫米的裸硅片被Si3N4顆粒污染(> 100毫米直徑，每個(gè)晶片大約有20，000個(gè)顆粒)。在污染前后和清洗后，由SP1公司(KLA-坦科)從100納米尺寸開始計(jì)數(shù)晶片上的顆粒數(shù)量。對(duì)兩種不同類型的多層疊柵多晶硅結(jié)構(gòu)進(jìn)行了圖案塌陷評(píng)估；長寬比為9:1的25納米寬度和長寬比為10:1的35納米寬度。

結(jié)果和討論

如圖2所示，在0~50W的FS和BS Meg功率范圍內(nèi)，比較了CO2 DIW (RT)和N2 DIW (RT)對(duì)Si3N4顆粒的PRE。金手指BS Meg可以通過足夠高的PRE同時(shí)去除正面和背面的顆粒，就像FS Meg只去除正面的顆粒一樣。CO2 DIW顯示出比N2 DIW低50%以上的PRE，這與暴露于兆頻超聲波輻射的DIW的CO2抑制SL生成的能力有關(guān)。CO2 DIW的酸性將是CO2 DIW的PRE較低的原因之一；然而，在兆頻超聲波輻射期間，將稀釋的氨水(1:800 =30% NH4OH:DIW)加到晶片表面的CO2 DIW(CO2濃度沒有變化)水坑中提供了與N2 DIW相當(dāng)?shù)腜RE。

在0 ~ 50W或BS功率范圍內(nèi)，比較了CO2 DIW和N2 DIW 25nm寬度(AR=9:1)柵極多晶硅晶片的圖形塌陷。如錯(cuò)誤所示！未找到參考源。CO2溶解大大改善了模式崩潰，在30W Meg功率下零崩潰，其具有> 40%的PRE。在34納米寬度(AR=10:1)的柵極多晶硅圖案上再次評(píng)估晶片損傷，以便在使用稀釋的NH4OH尖峰來改善CO2 DIW的PRE時(shí)觀察圖案塌陷造成的任何損失。根據(jù)表1，即使在大于85%的Si3N4顆粒從硅表面去除的40W BS Meg功率下，也沒有發(fā)現(xiàn)晶片損壞。結(jié)果表明，CO2抑制了DIW的圖案塌陷，并且還能夠在存在可能導(dǎo)致圖案塌陷的其他氣體的情況下抑制晶片損傷。

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審核編輯：湯梓紅