书籍：《炬丰科技-半导体工艺》

文章：RCA 关键清洁流程

编号：JFSJ-21-036

作者：炬丰科技

介绍

硅集成电路 (IC) 的制造需要 500-600 个工艺步骤，具体取决于设备的特定类型。大多数步骤都是在将完整晶片切割成单个芯片之前作为单元工艺执行的。大约 30% 的步骤是清洁操作，这表明清洁和表面处理的重要性。

硅电路的器件性能、可靠性和产品良率受到存在的严重影响晶片或器件表面上的化学污染物和颗粒杂质。由于半导体表面的极端敏感性和器件特征的纳米尺寸，因此在热处理（例如氧化）之前、通过蚀刻图案化之后、离子注入之后以及薄膜沉积之前和之后清洁硅晶片的有效技术至关重要。因此，在硅片中制备超洁净已成为制造先进 IC 的关键技术之一。

晶片表面上的污染物以吸附离子和元素、薄膜、离散颗粒、微粒（颗粒簇）和吸附气体的形式存在。表面污染物膜和颗粒可分为分子化合物、离子材料和原子种类。分子化合物大多是来自润滑剂、油脂、光刻胶、溶剂残留物、来自去离子（去离子）水的有机化合物、指纹或塑料储存容器和无机化合物的冷凝有机蒸气的颗粒或薄膜。离子材料包括主要来自可以物理吸附或化学键合（化学吸附）的无机化学物质的阳离子和阴离子，例如钠离子、氟离子和氯离子。颗粒可能来自设备、加工化学品、因素操作员、气体的空气传播粉尘、晶圆处理和薄膜沉积系统。用于液体的机械（移动）设备和容器是特别多的来源，而固体材料、液体、气体、化学品和环境空气往往会造成较少的颗粒污染，但所有这些都会对化学杂质的产生产生重大影响。

晶圆清洗和表面处理的目的是去除颗粒和化学杂质,不会损坏衬底表面。晶片表面不得受到粗糙度、点蚀或腐蚀影响清洁结果的影响过程。等离子体、干物理、湿化学、气相和超临界流体方法可用于实现这些目标。然而，在形成金属导线之前，最广泛使用和传统的晶片清洁和表面调节方法是基于通常使用过氧化氢混合物的水性化学工艺。在过去的二十五年中，这种方法取得了成功的结果。

此类最著名的系统称为“RCA 清洁过程”，本文将对其进行介绍。它用于在加工的初始阶段清洗硅片。这些晶片仅具有单晶或多晶硅，带有或不带有二氧化硅和氮化硅层或图案，没有暴露的金属区域。具有水溶液的反应性化学品可用于清洁和调理这些耐腐蚀材料。早期阶段的清洁通常在栅极氧化物沉积和高温处理（例如热氧化和扩散）之前完成。在这些工艺步骤之前清除污染物对于防止杂质扩散到基板材料中尤其重要。

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