使用臭氧和HF清洗去除金属杂质的研究

本研究在实际单位工艺中容易误染，用传统的湿式清洁方法去除的Cu和Fe等金属杂质，为了提高效率，只进行了HF湿式清洗，考察了对表面粗糙度的影响，为了知道上面提出的清洗的效果，测量了金属杂质的去除量，测量了漆器和表面形状，并根据清洁情况测量了科隆表面特性。

本实验使用半导体用高纯度化学溶液和DI 晶片，电阻率为22~38 ohm~ cm，使用了具有正向的4 inches硅基底，除裸晶圆外，所有晶片均采用piranha+HF清洗进行前处理，清楚地知道纱线过程中易污染的Cu和Fe等金属杂质的去除程度。Cu金属杂质的人为污染量和各次清洗产生的金属物净产物的除糠量均被定为TXRF，其结果为图1。有效地去除了Cu金属杂质，通过不断反复处理，Cu杂质量减少到I×10" atoms/am左右。

从干气化学角度考察这个结果如下，图2显示，在污名溶液中Cu以Cu~相状存在，在这种人为污染溶液中浸泡SI FLE，形成了电化学电池，也就是说，污染溶液中的Cu2是通过对电子进行交联的方法，通过Split 1清洁(HF-only)去除了界面上形成的SiO2，认为污染的Cu将从硅表面去除，但是，根据split 1清洗后Cu中的金属杂质显示出约1×101’ATOMS/CML的残留量，因此，HF清洗对Cu有效，未能过度去除，紫外线/臭氧铲入的split 2清洗后，Cu等金属杂质水急剧减少，这是紫外线/臭氧处产生的反应性强的氧原子与硅表面上的Cu和硅反应，使Cu表面形成Cu2O等氧化膜，并与硅反应，形成SiO2氧化膜，结果Si/SiO2界面移动到Si内部，SiO2膜在下一次HF清洗中被去除，金属氧化物也被同时去除。

 

​铜已从面上有效去除，表2是AFM测量铜的人为污染量及4种不同清洗下的表面粗糙度的结果，清洗后表面粗糙程度约为1.1A左右，结果是通过split 1(HF-only)清洗，铜和硅界面上存在的二氧化硅形成的凹陷和残留的铜杂质，认为表面粗糙度没有减少。HF清洗同时去除了这些氧化膜和金属氧化物，认为表面粗糙度有所提高，被铜污染的晶片和紫外线/臭氧处理的晶片的曲面几何体。

为了知道每次清洗的表面特性，测量了清洗后的接触角度，紫外线/臭氧清洁形成亲水表面是因为紫外线/臭氧处理形成的硅氧化膜和金属氧化物，HF清洗去除了前处理中成型的氧化物，同时将硅表面终止为氢，因此结果显示了疏水表面特性。 这是根据的金属杂质的残留量用TXRF分解的结果，铁的人为污染量约为6× 101atoms/cm左右，污染量比铜污染的情况低，如果对这个结果进行全电化学的考察，盐溶液的pH值为2.28左右，E=-0.139V 所以根据图表，污染溶液内溶解FE，铁离子~状态稳定存在，也就是铁离子的标准氢电极 (-0.440V)是存在于污染溶液内的，低于标准氢电极(0V)。

因此在铁污染溶液内浸泡Si不会发生Fe的还原反应，而是发生H-的还原反应。对氧化还原半熔的外延吸附量不同，通过清洗有效地清除，这种清洗越重复，金属杂质去除效果越好，表征粗糙程度也越大，反而更好。再次氧化残留金属杂质并通过清洗去除，有效地去除了，同时表面粗糙度也有所改善。

审核编辑：符乾江