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1、A0 9 7 电化学法研究硅片清洗过程 张树永， 崔龙飞， 郭永榔 山东大学化学学院， 济南 ( 2 5 0 1 0 0 ) ( E - m a i l : s y z h a n g c h e m . s d u . e d n .c n ) 曹宝成，于新好 山东大学光电 子材料与器件研究所及 国 家电 子清 洗技术研究推广中 心， 济南 2 5 0 1 0 0 ) 详细摘要 引言: 集成电 路制作过程中的硅片清洗对器件的成品率、寿命和可靠性有重要的影响。 超净表面 制作工艺己 成为 制作6 4 和2 5 6 兆 字节D R A M元件的 关键技术 p ,2 1 1 9 9 5 年山东大学
2、光电 子材料与器件研究 所研制成功基于 表面活性剂的电 子清洗剂D Z - 1 和 D Z - 2以 取代传统的R C A清洗工艺， 该 工艺在全国2 0 。多 个厂 家推广试 用， 效果良 好 12 1。 但对 该工艺的清洗过程和机理的研究尚 未能深入，原因之一是缺乏有效的现场研究方法。 本文探讨 了 将电 化学 方法 ( 电 势 一 时间曲 线和电 化学阻 抗测量) 用于 现场研究 清洗过 程和 机理的可 行性口 实验: 采 用山 东 大 学 物理 系 生 产的C z 系 列 ( 1 0 0 ) 硅片 ( 直径3 .8 c m ， 厚 度0 .2 m m ) 。 电 解池以 有 机 玻璃制
3、成。 将硅片 夹在两片 硅胶垫圈 之间 用螺栓固定 在带 孔电 解池的 侧壁上 ( 孔径 2 .4 c m ) ， 硅 片的背面以 稼锢合金作欧姆接触与导线连接作研究电极，以l c 耐 P t 片作对电极， 饱和甘汞电 极作参比 电 极， 氢氟酸 ( 优级纯， 含量高于4 2 ) 和去离 子水配 制成 1 : 5 0溶液作电 解液。 参 见图1 。以 分析 纯F e C l， 与去离子 水先制成。 .0 1 0 0 m o l d m -， 的 溶液， 而后稀 释至1 .0 0 0 X 1 0 -5 m o l d m 。电势一 时间关系测量采用上海电表厂P Z 2 8 6 / 1 数字电 压
4、表。 阻抗测量采用美国P A R C公司 M 1 7 3 恒电 位仪和5 2 0 6 锁相 放大器 ， 使用2 .2 版测试软件在开 路电 势 下进 行， 频率范围l 0 0 K 一 1 0 0 H z . 测量时 首先 在电 解 池中 加入1 0 0 c m , 氢氟酸. 测量后再加 入F e C 13 使其含 量达到。 . 1 0 p p m , A0 9 7 研究F e “ 对硅片的电势和阻抗行为的影响。 结果与讨论: 硅片的起始电 势为 、 0 . 3 4 0 V ，电 势首先发生正移， 6 m i n 后正移至一 0 . 2 5 6 V又开始负移。 约5 h 后电 势稳定在约一 。
5、.2 8 0 V 。电 势移动可能与 氢氟酸中少量的重金属离子在硅片表面的还原有关。 加入。 .1 0 p p m的F e C l3 溶液后， 硅片的电 势 迅速正 移 至一 。 . 1 6 6 V 。 这表明 不仅C u 等 可在硅片 表 面还原的贵金属可造成硅片电 势的移动t3 .0 1 , F e 3 有同 样的作用。 阻 抗测 量表明， 硅片在未加F e C l , 的 氢氟酸中的N y q u is t 图 为一个容 抗弧 接一 个约4 5 0 的直 线， 而加 入F e C 13 后直线的 斜率接近9 0 0 ， 硅片的腐 蚀行为 有 较大改变。 结论: 电 化学方法表明 溶液中的
6、F e 对硅片性质有显著影响，电 势一 时间曲 线和电 化学阻抗不仅可 用于C u 等重金属的研究， 也可用于F e 3 * 等对硅片行为影响的 研究。 硅且 z 垫 图 .电解池示意图 参考文献: 1 . 张树永， 2曹宝成， 郭永榔， 于新好， 曹宝成， 化学ff 属 己 接受， 马洪 磊， 罗 升 旭等， 功 矛 毛大* JR( 9 ; 0Vf * 版 1 , 1 9 9 5 , 3 0 ( 2 ) : 1 7 4 3 . J e o n J S , R a g h a v a n S , P a r k s H G , L o w e l l J K , A l i 1 , J E f e c r r o c h e m . S o c . , 1 9 9 6 , 1 4 3 ( 9 ) :2 8 7 0 4 . L i G , K n e e r E A , V e r m e i r e B , P a r k s H G , R a g h a v a n S , J e o n J S , i b i d . , 1 9 9 8 , 1 4 5 ( 1 ) :2 4 1 .
