半導(dǎo)體器件生產(chǎn)中硅片須經(jīng)嚴(yán)格清洗。微量污染也會(huì)導(dǎo)致器件失效。硅片是從硅棒上切割下來(lái)的晶片表明的多層晶格處于被破壞的狀態(tài)，布滿了不飽和的懸掛鍵，懸掛鍵的活性非常高，十分容易吸附外界的雜質(zhì)粒子，導(dǎo)致硅片表面被污染且性能變差。清洗的目的在于清除表面污染雜質(zhì)，包括有機(jī)物和無(wú)機(jī)物。這些雜質(zhì)會(huì)導(dǎo)致各種缺陷。

隨著大規(guī)模集成電路的發(fā)展，集成度不斷提高，線寬不斷減小，拋光片表面的顆粒和金屬雜質(zhì)沾污對(duì)器件的質(zhì)量和成品率影響越來(lái)越嚴(yán)重。對(duì)于線寬為0.35μm的64兆DRAM器件，影響電路的臨界顆粒尺寸為0.06μm，拋光片的表明金屬雜質(zhì)沾污全部小于5×1016at/cm2，拋光片表面大于0.2μm的顆粒數(shù)應(yīng)小于20個(gè)/片。因此對(duì)硅片的質(zhì)量要求也越來(lái)越高，特別是對(duì)硅拋光片的質(zhì)量要求越來(lái)越嚴(yán)，對(duì)硅片沾污的檢測(cè)便顯得尤為關(guān)鍵。

以下為硅片沾污檢測(cè)技術(shù)與儀器概覽：

沾污種類

雜質(zhì)成分

沾污危害

檢測(cè)技術(shù)或儀器

主要廠商

顆粒沾污

聚合物、光致抗蝕劑等

圖形缺陷、離子注入不良、MOS晶體管特性不穩(wěn)定

硅片顆粒檢測(cè)設(shè)備

KLA等

有機(jī)沾污

人的皮膚油脂、防銹油、潤(rùn)滑油、蠟、光刻膠等

柵極氧化膜耐壓不良、CVD膜厚產(chǎn)生偏差熱、氧化膜產(chǎn)生偏差

熱解吸質(zhì)譜，X射線光電子能譜，俄歇電子能譜

島津、ThermoFisher、恒久等

金屬沾污

電化學(xué)沉積、氫氧化物析出物、膜夾雜物

柵極氧化膜耐壓劣化、PN結(jié)逆方向漏電流增大、絕緣膜耐壓不良、少數(shù)載流子壽命縮短

電感耦合等離子體質(zhì)譜儀

安捷倫、賽默飛等

國(guó)家也出臺(tái)了多個(gè)相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

標(biāo)準(zhǔn)號(hào)

標(biāo)準(zhǔn)名稱

GB/T 24578-2015

《硅片表面金屬沾污的全反射X光熒光光譜測(cè)試方法》

GB/T 24580-2009

《重?fù)絥型硅襯底中硼沾污的二次離子質(zhì)譜檢測(cè)方法》

GB/T 30701-2014

《表面化學(xué)分析 硅片工作標(biāo)準(zhǔn)樣品表面元素的化學(xué)收集方法和全反射X射線熒光光譜法(TXRF)測(cè)定》

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