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低温气胶无损伤清洗 Morote M．Lauerhaas，C础os Jef托y IIltemational； P1e，伽SSeIniconduclor) (FsI Jean-pllilippe 器件尺寸的缩小和新材料的引入给清洗带来的 出其他数据来证明低温气胶技术对于未来器件几何 挑战，在多个版本的ITRS(国际半导体技术蓝结构工艺的可扩展性。 图)中都有概述。简单的说，清除污染物需要 最小的材料损失并且不能修改对损伤很敏感的材料 1 低温气胶的性质 结构。这对于从无支撑多晶硅栅结构上去除可能导 致良率下降的污染物来说更是如此。在寻找满足这 些要求的方案的过程中，研究了很多单晶圆清洗技 的温度。ANTARESCx高级低温清洗系统使用氩 术用于对敏感结构的无损伤清洗。然而，简单地 气和氮气的混合物或仅仅是氮气来产生气胶。这两 把这些技术转移到单晶圆平台并不能保证它们能够 种气体都会在．150℃以下固化，因此满足低温的定 满足所有的工艺要求。即使是单晶圆清洗，无损 义(氩气在．189℃固化，氮气在．196℃固化)。 伤清洗的工艺限制也变得越来越明显。对于特征尺 二氧化碳在．78．5℃固化。非低温的二氧化碳气胶 寸小于100纳米器件的无损伤清洗，单晶圆超声波会产生表面电荷，气胶尺寸分布不同，并且相对 振荡已被证明其能力有限。同时，单晶圆湿法清 氩气和氮气气胶更难产生高的纯度。 洗工艺还需要在清洗后使晶圆变干，这并不简单， 低温气胶相对于被处理的衬底是惰性的。固体 而且是一个到目前为止还没有完全解决的挑战。一 的气胶团簇接触衬底表面不产生表面电荷，无腐 种不同于单晶圆清洗却能满足高级清洗要求的方案 蚀，无材料损失，也没有材料改变。在工艺过程 是低温气胶技术。这种干法工艺产生固态的气胶团 中没有液体接触衬底，可以更加有效地减少缺陷且 簇，它们在合适的工艺条件下接触晶圆表面并将表 与衬底疏水性无关。这对于在湿法工艺中容易吸收 面颗粒无损伤地移除。 潮气的低介电常数材料来说尤其重要。 历史上，低温气胶曾被用于含有结实不易损伤 结构的工艺步骤。但是把低温气胶限制在这些应用 2 低温气胶在获得专利权的ANTARES 上使人们对该技术的利用严重不足。但随着低温气 胶的发展，它现在已经能够无损伤地清洗敏感的多 Cx高级低温清洗系统中产生。该系统利用流 晶硅结构。 量控制器来精确控制流量和用于形成低温气胶的气 本文的重点介绍在前段工艺过程(FEOL)多 体混合比例。经过流量控制器之后，工艺气体通 晶硅栅之后和间隔层(spacer)淀积前的清洗。ALTIS过一个杜瓦瓶，它由液氮冷却；根据杜瓦瓶温度 SeIIliconductor公司已经做了一些工作以替代在这个 的不同，气体会有不同程度的凝结。然后这种气 工艺步骤中标准的湿法清洗技术。没有材料损失、 chamber)，在 液混合物被输送到处理腔(process 减少缺陷密度和无损伤清洗，正是研究和实现低温 那里形成低温气胶。液体通过位于衬底上方的喷嘴 气胶在130nm器件技术中应用的动机所在。除了 上的一组小孔离开喷嘴。处理腔保持的低气压使得 来自ALTISSemiconductor公司的数据，我们将给 (下转第35页) 万方数据 的湿式清洗技术势必被无二次污染的干式清洗技术 波所产生的拉曳力去除晶圆表面的污染微粒，以研 所取代。所以应用干式清洗法清除晶圆表面微粒的 发去除晶圆表面所沉积的污染微粒的脉冲喷气式 研究将愈来愈多且愈加重要。 其中低温气胶与雷射