书籍：《炬丰科技-半导体工艺》
文章：前端清洗工艺中的硅化物残留
编号：JFKJ-21-390
作者：炬丰科技
摘要
硅化物残留是半导体晶圆制造行业 CMOS 技术中常见且众所周知的缺陷。这种缺陷通常存在于硅化物预清洁步骤之后，即使用标准稀释氢氟酸 (dHF) 清洁后的产品晶片。这种缺陷会导致感应漏电流，直接影响电子产品的电气性能。像许多其他晶圆厂一样，采取了主动和努力，但从未产生非常显着的改进。直到今天，这种类型的缺陷仍然存在，并且仍然是晶圆制造行业中最具挑战性和未解决的现象之一。本文将探讨消除这些问题的下一步。进行了一系列实验以推断根源。对机器类型进行了筛选，以确定不同的机器硬件是否对残留物的发展有重大贡献。然后对机器中的工艺槽进行测试，以缩小造成的来源。实验结果表明 DHF 罐与预硅化清洁后的残炭呈正相关，这使研究进入下一步解决问题。
关键词——硅化物残留，硅化物，晶圆产量，碳缺陷，湿法清洗工艺，晶圆制造
简介
半导体晶片制造行业的进步一直在迅速推进。半导体晶圆制造简称fab，是与其他行业相比最复杂的制造工艺。半导体晶圆的制造需要最先进的技术，以在全球竞争者中争先恐后。用于电子集成电路 (IC) 制造的晶圆通常为圆形硅盘大小，直径范围从 6、8 到 12。在完成制造过程后，单个晶圆盘的厚度约为 700 微米，然后再送至晶圆锯切工艺。
晶圆制造用于构建具有必要电气结构的组件。制造是由许多重复的顺序过程组成的过程，以生产完整的电子或光子电路。通常，整个晶圆制造过程被细分为至少六个不同的模块，即注入、光刻、薄膜、扩散、CMP 和湿法清洁。一个典型的晶圆需要 200 多个重复的工艺步骤，从总步骤到 1000 步[4][5]。一个普通产品的平均周期时间需要 60 到 90 天。
电阻残留物
湿法清洁对于确保先进半导体制造工艺的表面清洁度起着重要作用。随着技术节点的进步，它变得越来越具有挑战性。产品晶圆上存在有机残留物和颗粒簇会导致很多问题。发现这些颗粒簇和有机残留物是模具杀手，因此会降低产品的产量 。残留缺陷会导致两个相邻金属结构之间短路，从而影响电路。随着晶圆生产的裸片数量最大化的趋势，半导体裸片的物理尺寸必须减小，以便在单个硅晶圆上容纳更多裸片。由于大小的显着减少，这可能会导致两个相邻的点变得更近。因此，
硅化物残留是在硅化物预清洁步骤后观察到的碳缺陷。如下图 1 所示，缺陷位置始终位于 7-8 点钟区域（在工艺过程中晶片凹口位于 12 点钟）。
实验和结果
首先，残留影响研究的重点是确定调查中的样本大小。一旦获得了采样大小，下一步就是进行实验以推断出导致残留物的机器。一旦机器被识别出来，最后就是定位机器内部的污染源。基本方法图可以在图 2 中进一步说明。
结论
本文介绍了为确定晶圆制造过程中预硅化过程中碳残留的根本原因而进行的实验。该研究是在具有实际生产配方的实际生产机器上进行的，以模拟实际生产环境。实验结果表明，DHF 罐与预硅化清洁后的残炭呈正相关。这项研究表明，经过 DHF 清洁后的晶片表面会导致缺陷。结果还显示没有机器依赖性。实验还提供了确凿的证据，表明去离子水源或低压干燥器不会导致残留物的形成。为受影响的低良率支付额外成本，但为未来开发更清洁的晶圆表面很重要。虽然在报告的最后没有发现真正的根本原因，但使用额外的添加剂可能可以去除残留物，但在很大程度上受到电子测试参数的影响。该项目可以进一步扩展到 DHF 储罐内的区域进行勘探。设计一组新的实验来寻找残留物的根本原因。
