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)定氣穴流動力促進(jìn)的，而不會產(chǎn)生由瞬態(tài)空穴的劇烈內(nèi)爆引起的圖案崩潰。南?；钆竦热?。報道稱，溶解了CO2的水(CO2 DIW)有可能通過最大限度地減少瞬時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。這是通過對聲致發(fā)光的研究來實現(xiàn)的，聲致發(fā)光是液體被足夠強度的聲晶片照射時釋放光的現(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)點線/空間圖案的兆頻超聲波功率范圍內(nèi)，CO2溶解對顆粒去除效率和圖案塌陷的影響。

實驗

實驗在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的每個膜制備的。對于顆粒去除實驗，300毫米的裸硅片被Si3N4顆粒污染(> 100毫米直徑，每個晶片大約有20，000個顆粒)。在污染前后和清洗后，由SP1公司(KLA-坦科)從100納米尺寸開始計數(shù)晶片上的顆粒數(shù)量。對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Si3N4顆粒的PRE。金手指BS Meg可以通過足夠高的PRE同時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估晶片損傷，以便在使用稀釋的NH4OH尖峰來改善CO2 DIW的PRE時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