![濕法清洗的速率檢測(cè)器]( "濕法清洗的速率檢測(cè)器")
掃碼添加微信，獲取更多半導(dǎo)體相關(guān)資料引言在半導(dǎo)體襯底(晶圓)清洗中，濕法清洗必不可少。濕法清洗可以包括化學(xué)和機(jī)械方法，用于濕法蝕刻薄膜層和/或去除晶片表面上的顆粒。在現(xiàn)有技術(shù)中，濕法清潔的一種方式包括使用聲能清潔裝置。一種聲能清潔裝置利用一種工藝，其中晶片被放置在液體浴中，并且高頻輻射或空化被施加到浴中的液體。同時(shí)，液體中的化學(xué)物質(zhì)為晶片上的層提供了表面蝕刻。表面蝕刻和空化共同提供清潔晶片表面的機(jī)械和化學(xué)作用。 介紹用于濕晶片清洗的速率監(jiān)視器。速率監(jiān)視器連接到單晶片清洗設(shè)備，以測(cè)量和控制濕法清洗過(guò)程。在晶片清洗過(guò)程中，當(dāng)晶片被液體覆蓋時(shí)，速率監(jiān)測(cè)器可以監(jiān)測(cè)晶片一部分的變化速率，并及時(shí)預(yù)測(cè)濕法清洗過(guò)程的終點(diǎn)。終點(diǎn)的知識(shí)可用于優(yōu)化和控制清潔過(guò)程的各個(gè)方面。簡(jiǎn)而言之，在單晶片清洗過(guò)程中，速率監(jiān)視器被用來(lái)監(jiān)視晶片的一部分發(fā)生變化的速率，例如覆蓋晶片的薄膜?；谧兓l(fā)生的速率，速率監(jiān)視器可以及時(shí)預(yù)測(cè)終點(diǎn)參考。終點(diǎn)可以對(duì)應(yīng)于濕式清潔過(guò)程的一個(gè)階段將結(jié)束而另一個(gè)階段將開始的時(shí)間點(diǎn)。一旦預(yù)測(cè)了終點(diǎn)，就可以在實(shí)際終點(diǎn)發(fā)生之前控制濕法清洗過(guò)程，使得通常會(huì)在終點(diǎn)發(fā)生之后執(zhí)行的事件現(xiàn)在可以在預(yù)測(cè)終點(diǎn)之前執(zhí)行。換句話說(shuō)，速率監(jiān)視器可以確定濕法清洗過(guò)程的結(jié)束有多快，確定在到達(dá)終點(diǎn)之前需要做什么，以及做什么那些需要做的事情。因此，清潔過(guò)程的下一階段可以在沒(méi)有不必要的切換延遲的情況下進(jìn)行，從而加速了清潔...
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掃碼添加微信，獲取更多半導(dǎo)體相關(guān)資料引言碳化硅(SiC)器件制造技術(shù)與硅制造有許多相似之處，但識(shí)別材料差異是否會(huì)影響清洗能力對(duì)于這個(gè)不斷發(fā)展的領(lǐng)域很有意義。材料參數(shù)差異包括擴(kuò)散系數(shù)、表面能和化學(xué)鍵強(qiáng)度，所有這些都可以在清潔關(guān)鍵表面方面發(fā)揮作用。這項(xiàng)工作將100毫米或150毫米4H碳化硅晶片經(jīng)過(guò)汞探針電容電壓(MCV)繪圖后的痕量表面污染水平與后續(xù)清洗后的水平進(jìn)行了比較。在MCV期間，痕量金屬如汞、鐵和鎳被可控地添加，并且顯示出多種清潔方法可以將碳化硅表面恢復(fù)到低于5x1010原子/cm2的清潔度水平。討論了這些清洗在集成器件工藝流程中的位置以及成本比較。 介紹碳化硅功率器件提高了開關(guān)效率，非常適合高溫和中高壓應(yīng)用。因此，它們有望在未來(lái)十年刺激大于1000伏的應(yīng)用增長(zhǎng)，因?yàn)樗鼈兡軌蝻@著減少排放。SUNY理工學(xué)院的電力電子制造聯(lián)盟將利用這一增長(zhǎng)，因?yàn)樗褂?50毫米碳化硅晶片為1200伏功率金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFETs)提供了適度的體積。這個(gè)斜坡提供了一個(gè)機(jī)會(huì)來(lái)描述阻礙碳化硅金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管批量生產(chǎn)的發(fā)展問(wèn)題，包括成本、產(chǎn)量、產(chǎn)量和可靠性的風(fēng)險(xiǎn)。如果這些參數(shù)中的任何一個(gè)受到材料差異(硅和碳化硅之間)的影響，那么就需要識(shí)別這些問(wèn)題，并建立一個(gè)路線圖來(lái)改進(jìn)批量生產(chǎn)。雖然單晶碳化硅中的材料擴(kuò)散比類似溫度下的硅慢得多，但碳化硅熱處理通常在高得多的溫度下進(jìn)行...
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![半導(dǎo)體蝕刻過(guò)程中光學(xué)監(jiān)測(cè)]( "半導(dǎo)體蝕刻過(guò)程中光學(xué)監(jiān)測(cè)")
掃碼添加微信，獲取更多半導(dǎo)體相關(guān)資料引言為了獲得功能正常的半導(dǎo)體器件，我們?cè)诩{米制造過(guò)程中依賴于嚴(yán)格的尺寸控制。在該初步校準(zhǔn)之后，在相同的處理?xiàng)l件下在真實(shí)晶片上運(yùn)行制造，隨后再次進(jìn)行后處理測(cè)量檢查。這種迭代方法有明顯的缺點(diǎn)，包括重復(fù)運(yùn)行的額外時(shí)間和成本、由于系統(tǒng)漂移引起的變化以及缺乏自適應(yīng)過(guò)程控制。此外，表征測(cè)量通常需要破壞樣品。很明顯，精確的、非破壞性的、實(shí)時(shí)的原位監(jiān)測(cè)是非常理想的，因?yàn)樗軌蚍答伜臀⒄{(diào)加工條件。光學(xué)表征方法滿足了無(wú)損檢測(cè)的需要。因此，點(diǎn)測(cè)量技術(shù)，如光譜橢偏測(cè)量法、相敏橢偏測(cè)量法、激光反射測(cè)量法、多光束干涉測(cè)量法、發(fā)射光譜測(cè)量法已經(jīng)成功實(shí)施。典型地，結(jié)構(gòu)高度是在單個(gè)感興趣的點(diǎn)或區(qū)域測(cè)量的，并且假設(shè)工藝是均勻的，則推斷出晶片上的信息。這對(duì)于大多數(shù)平面工藝來(lái)說(shuō)是足夠的。定量相位成像的相位圖像提供了關(guān)于被研究樣本的結(jié)構(gòu)和動(dòng)力學(xué)的納米級(jí)信息。特別是，衍射相位顯微術(shù)(DPM)是一種穩(wěn)定的定量相位成像方法，已經(jīng)成功地用于研究細(xì)胞膜的納米級(jí)波動(dòng)。 實(shí)驗(yàn)我們提出了一種新的光學(xué)方法，利用DPM的概念來(lái)執(zhí)行納米尺度動(dòng)力學(xué)的實(shí)時(shí)定量地形測(cè)量。我們的方法被稱為外延衍射相位顯微術(shù)(epi-DPM)，在反射中操作以適應(yīng)不透明的樣品，并以2.8 nm的空間(即點(diǎn)到點(diǎn))和0.6 nm的時(shí)間(幀到幀)靈敏度呈現(xiàn)形貌信息。納米級(jí)地形圖像是從單個(gè)相機(jī)曝光獲得的，因此獲取速率僅受相機(jī)幀速率的限...
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掃碼添加微信，獲取更多半導(dǎo)體相關(guān)資料引言發(fā)光二極管(LED)已成為近30年現(xiàn)代節(jié)能照明技術(shù)的基礎(chǔ)。通過(guò)各向異性蝕刻n面氮化鎵的蝕增是當(dāng)今生產(chǎn)藍(lán)白發(fā)光二極管(led)的關(guān)鍵方面。表面積和表面角度的數(shù)量都增加了，有利于光從發(fā)光二極管芯片耦合輸出。通過(guò)金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積(MOCVD)生長(zhǎng)的氮化鎵疊層結(jié)構(gòu)在非連續(xù)摻雜的鈾-氮化鎵體區(qū)發(fā)生了變化。2D和三維生長(zhǎng)層的不同順序?qū)е挛诲e(cuò)密度的變化，這通過(guò)光致發(fā)光顯微鏡和x光衍射來(lái)監(jiān)測(cè)。應(yīng)用了包括激光剝離(LLO)在內(nèi)的薄膜處理，在升高的溫度下，在氫氧化鉀水溶液中測(cè)定外延變化對(duì)N面蝕刻動(dòng)力學(xué)的影響。電感耦合等離子體發(fā)射光譜(ICP-OES)被用于以小時(shí)間增量高精度測(cè)量蝕刻過(guò)程。由此，克服了諸如確定體重減輕或身高差異的其他技術(shù)的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了高精度和可再現(xiàn)性。 實(shí)驗(yàn)氮化鎵層的制備：標(biāo)準(zhǔn)的c面取向氮化鎵外延層生長(zhǎng)在襯底上。如圖1所示，用不同的疊層制備外延疊層A-E。a在下面的討論中作為參考樣本。通常在最靠近基底的層中進(jìn)行三維生長(zhǎng)。我們選擇2D生長(zhǎng)來(lái)達(dá)到高的初始位錯(cuò)密度并獲得最大的位錯(cuò)密度變化。改變?nèi)S生長(zhǎng)條件是為了減少由位錯(cuò)向橫向彎曲引起的缺陷。眾所周知，3D生長(zhǎng)可以通過(guò)各種生長(zhǎng)方法來(lái)啟動(dòng)。樣品C由3000納米厚的單2D氮化鎵層組成。d的特點(diǎn)是一個(gè)修正的2D-三維轉(zhuǎn)變，導(dǎo)致更多的位錯(cuò)穿透2D-三維界面。在E中，制備了兩個(gè)隨后的2D-3D轉(zhuǎn)變的阿...
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掃碼添加微信，獲取更多半導(dǎo)體相關(guān)資料引言通過(guò)TXRF直接測(cè)量晶片表面的微量元素是快速和非破壞性的。SR-TXRF具有與TXRF相似的特征，但主要由于高通量，檢測(cè)限要好得多。VPD-TXRF和VPD-SR-TXRF在不同程度上提高了探測(cè)能力。但是，某些元素(如銅)在某些濃度下可能會(huì)有回收問(wèn)題。VPD電感耦合等離子體質(zhì)譜由于溶解了天然氧化物，是一種破壞性技術(shù)，但它可以分析元素周期表中的大多數(shù)元素，尤其是低Z元素。通過(guò)使用NIST標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行校準(zhǔn)，可以相對(duì)容易地驗(yàn)證定量。所有這些技術(shù)可以相互補(bǔ)充，并為半導(dǎo)體行業(yè)提供全面的分析。 介紹超凈硅晶片表面是超大規(guī)模集成電路制造的最關(guān)鍵因素之一，因?yàn)榫庸み^(guò)程中不受控制的污染會(huì)改變電特性，導(dǎo)致產(chǎn)量損失1。晶片表面上一定濃度的金屬雜質(zhì)會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的器件退化，例如載流子壽命縮短、柵極氧化物的電介質(zhì)擊穿、閾值電壓偏移和pn結(jié)的漏電流。使用同步輻射作為主要激發(fā)源可以提高TXRF的整體靈敏度。與通過(guò)電子轟擊金屬靶產(chǎn)生的常規(guī)x射線源相比，同步輻射是作為儲(chǔ)存環(huán)中循環(huán)或振蕩電子的自然副產(chǎn)品產(chǎn)生的。它包含電磁光譜的所有波長(zhǎng)，比標(biāo)準(zhǔn)儀器的x射線發(fā)生器強(qiáng)大100倍或更多。同步輻射的主激發(fā)源與傳統(tǒng)x射線管相比有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn):高附帶通量與低發(fā)散度相結(jié)合導(dǎo)致更高的熒光強(qiáng)度，因此檢測(cè)限更低。由于它的線偏振，入射光束的彈性散射可以減少。已經(jīng)被全反射降低的光譜背景被進(jìn)一步降低。同...
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掃碼添加微信，獲取更多半導(dǎo)體相關(guān)資料引言應(yīng)用放射性示蹤技術(shù)研究了金屬雜質(zhì)(如鋇、銫、鋅和錳)從化學(xué)放大光刻膠中遷移和吸附到硅基底層襯底上的行為。評(píng)估了兩個(gè)重要的工藝參數(shù)，即烘烤溫度和襯底類型(如裸硅、多晶硅、氧化物和氮化物)。結(jié)果表明，過(guò)渡金屬(鋅和錳)的遷移率比堿金屬(銫)和堿土金屬(鋇)低，與基底類型和焙燒溫度無(wú)關(guān)。過(guò)渡金屬與光致抗蝕劑層中共存的焊料和/或水解物質(zhì)形成穩(wěn)定的絡(luò)合物。發(fā)現(xiàn)金屬絡(luò)合物的尺寸、溶劑蒸發(fā)中的拖曳力和烘焙過(guò)程對(duì)雜質(zhì)遷移有顯著影響。我們提出了一個(gè)新的模型，結(jié)合化學(xué)放大光致抗蝕劑中的金屬遷移和隨后在底層襯底上的吸附，來(lái)解釋金屬遷移的途徑。該模型可以解釋金屬雜質(zhì)從光致抗蝕劑層向襯底表面的遷移率。 實(shí)驗(yàn)材料用直徑為15厘米的p型晶片生長(zhǎng)有各種薄膜(即多晶硅、二氧化硅、氮化硅和非鈍化或裸硅對(duì)照)。它們被切成2×2厘米的小塊作為測(cè)試樣品。然后通過(guò)各種光刻和剝離工藝處理這些樣品，以研究光刻工藝中引入的污染物。光刻膠的選擇在表1，選擇這種特殊的光致抗蝕劑是因?yàn)樗亲钕冗M(jìn)的超大規(guī)模集成(ULSI)制造中柵極和金屬層應(yīng)用的常用光致抗蝕劑。它可用于波長(zhǎng)為248納米的KrF準(zhǔn)分子激光曝光。 表1 光刻劑組成為了制備用于研究的不同底層襯底，在石英反應(yīng)器中通過(guò)低壓化學(xué)氣相沉積(LPCVD)在各種起始硅片上沉積多晶硅和氮化硅膜。用流速為60 cm³...
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掃碼添加微信，獲取更多半導(dǎo)體相關(guān)資料引言在半導(dǎo)體工業(yè)中，清潔的晶片表面對(duì)于電子器件的制造是必不可少的。硅片的表面污染會(huì)導(dǎo)致大規(guī)模集成電路器件的嚴(yán)重退化。從硅表面去除顆粒最常用的技術(shù)是濕化學(xué)法，稱為RCA清洗的過(guò)程。在本文中，我們通過(guò)密度泛函理論進(jìn)行第一性原理計(jì)算來(lái)研究堿金屬溶液中的金屬粘附。特別是，研究集中在鋁和鐵羥基離子的行為上，因?yàn)殇X和鐵通常在APM清洗后在晶片表面大量檢測(cè)到。目前的理論方法提出了鋁和鐵羥基絡(luò)合物粘附過(guò)程的反應(yīng)途徑，并提供了反應(yīng)活化能壘的評(píng)估?；谶@些計(jì)算結(jié)果，從硅晶片上金屬污染的概率方面討論了鋁和鐵之間的差異。本方法的動(dòng)機(jī)是從第一性原理的觀點(diǎn)來(lái)判斷傳統(tǒng)的RCA方法，尤其是APM清洗是否能完全防止金屬污染。如果APM清洗被認(rèn)為仍然有希望，那么對(duì)pH值的嚴(yán)格控制和溫度條件將是重要的。如果沒(méi)有，則需要補(bǔ)充技術(shù)，如添加劑，如表面活性劑和螯合劑，溶液中的金屬濃度應(yīng)顯著降低。 實(shí)驗(yàn)使用密度泛函理論進(jìn)行第一性原理計(jì)算。在整個(gè)工作中，我們使用了B3LYP方法，為了確定過(guò)渡狀態(tài)和穩(wěn)定狀態(tài)，執(zhí)行了光學(xué)優(yōu)化。含鋁金屬體系的自旋電子態(tài)為單線態(tài)，含鐵金屬體系的自旋電子態(tài)為六線態(tài)。在幾何優(yōu)化過(guò)程中，所有的硅、氧和鋁表面原子被允許自由移動(dòng)，只有終止襯底硅原子的氫原子被固定在它們的初始位置。鐵雜質(zhì)有兩種可能性，即三價(jià)鐵和四價(jià)鐵，兩種羥基形式的比例取決于溶液的酸堿度。因此，鋁(氫)、...
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![半導(dǎo)體制造系統(tǒng)自動(dòng)濕蝕站調(diào)度的優(yōu)化方法]( "半導(dǎo)體制造系統(tǒng)自動(dòng)濕蝕站調(diào)度的優(yōu)化方法")
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掃碼添加微信，獲取更多半導(dǎo)體相關(guān)資料引言濕化學(xué)蝕刻廣泛應(yīng)用于制造半導(dǎo)體。在制造中，成膜和化學(xué)蝕刻的過(guò)程交替重復(fù)以產(chǎn)生非常小的鋁層。根據(jù)蝕刻層橫截面的幾何形狀，由于應(yīng)力局部作用在蝕刻層上構(gòu)造的層上，經(jīng)常出現(xiàn)裂紋。因此，通過(guò)蝕刻產(chǎn)生具有所需橫截面幾何形狀的鋁層是重要的驅(qū)動(dòng)環(huán)節(jié)之一。在濕化學(xué)蝕刻中，蝕刻劑通常被噴射到旋轉(zhuǎn)的晶片上，并且鋁層由于與蝕刻劑的化學(xué)反應(yīng)而被蝕刻。我們提出了一種觀察鋁層蝕刻截面的方法，并將其應(yīng)用于靜止蝕刻蝕刻的試件截面的觀察。觀察結(jié)果成功地闡明了蝕刻截面幾何形狀的時(shí)間變化，和抗蝕劑寬度對(duì)幾何形狀的影響，并對(duì)蝕刻過(guò)程進(jìn)行了數(shù)值模擬。驗(yàn)證了蝕刻截面的模擬幾何形狀與觀測(cè)結(jié)果一致，表明本數(shù)值模擬可以有效地預(yù)測(cè)蝕刻截面的幾何形狀。 實(shí)驗(yàn)試件在恒溫333k的靜止蝕刻劑中蝕刻。表1列出了實(shí)驗(yàn)條件。在試件上，鋁層被濺射在硅上，鋁層被電阻屏蔽，如圖1a所示，鋁層的厚度和抗蝕劑的寬度分別用H和W表示。寬度W一般小于約50µm。Al層隨著時(shí)間的推移而被蝕刻，如圖1b所示。本文對(duì)具有三種抗阻寬度的試件進(jìn)行了研究。 表1 實(shí)驗(yàn)條件 圖1 蝕刻工藝每1分鐘后從蝕刻劑中取出試件，觀察蝕刻過(guò)程。蝕刻試件涂上樹脂薄膜，然后由FIB(聚焦離子束）成型。薄膜涂層對(duì)于保護(hù)電阻劑免受FIB處理是必不可少的，使觀察電阻蝕劑對(duì)蝕刻截面的影響成為可能。采用空間分辨率為7nm...
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