芯耀
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引言
碳化硅（SiC）作為新一代半導(dǎo)體材料，因其出色的物理和化學(xué)特性，在功率電子、高頻通信、高溫及輻射環(huán)境等領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力。然而，在SiC外延片的制備過程中，揭膜后的臟污問題一直是影響外延片質(zhì)量和后續(xù)器件性能的關(guān)鍵因素。臟污主要包括顆粒物、有機(jī)物、無機(jī)化合物以及重金屬離子等，它們可能來源于外延生長過程中的反應(yīng)副產(chǎn)物、空氣中的污染物或處理過程中的殘留物。為了獲得高質(zhì)量、高可靠性的SiC外延片，必須采取有效的清洗方法去除這些臟污。本文將介紹一種創(chuàng)新的去除碳化硅外延片揭膜后臟污的清洗方法，該方法結(jié)合了多種化學(xué)藥液浸泡和物理清洗技術(shù)，旨在高效、徹底地去除臟污，同時保護(hù)外延片的表面質(zhì)量。
清洗方法概述
該方法主要包括以下步驟：有機(jī)藥液浸泡、SPM藥液浸泡、氨水藥液浸泡和自動式晶片雙面清洗。每個步驟都經(jīng)過精心設(shè)計(jì)和優(yōu)化，以確保最佳的清洗效果和最低的損傷風(fēng)險。
有機(jī)藥液浸泡
將碳化硅外延片置于含有丙酮和無水乙醇的混合溶液中浸泡。丙酮具有優(yōu)異的溶解能力，能有效去除有機(jī)物和油脂；無水乙醇則用于進(jìn)一步清洗和干燥。
控制丙酮和無水乙醇的溫度分別在40～60℃和20～30℃之間，處理時間各控制在5～15分鐘。溫度控制有助于提高清洗效率和減少損傷。
將清洗后的外延片轉(zhuǎn)移至純水槽中，進(jìn)行第一次QDR（Quick Drain and Rinse，快速排放和沖洗）清洗處理，以去除殘留的有機(jī)藥液。
SPM藥液浸泡
將外延片置于SPM（Sulfuric Acid and Peroxide Mix，硫酸和過氧化氫混合物）藥液中浸泡。SPM藥液具有強(qiáng)氧化性，能有效去除無機(jī)化合物和重金屬離子。
控制SPM藥液的溫度在110～130℃之間，藥液比例為98%濃硫酸與30%-32%過氧化氫按3:1或7:3的比例混合，處理時間控制在15～30分鐘。
將清洗后的外延片再次轉(zhuǎn)移至純水槽中，進(jìn)行第二次QDR清洗處理。
氨水藥液浸泡
將外延片置于氨水藥液中浸泡。氨水藥液能進(jìn)一步去除殘留的無機(jī)物和有機(jī)物，同時有助于中和前面的強(qiáng)酸處理。
控制氨水藥液的溫度在55～75℃之間，藥液比例為氨水溶液、過氧化氫和去離子水純水按1:2:8或1:1:7的比例混合，處理時間控制在15～30分鐘。
將清洗后的外延片轉(zhuǎn)移至純水槽中，進(jìn)行第三次QDR清洗處理。
自動式晶片雙面清洗
采用自動式晶片清洗設(shè)備，對外延片進(jìn)行雙面清洗。該步驟結(jié)合了水和高純氮?dú)獾亩黧w注入噴氣式霧狀清洗，以及去離子水和HF藥液的沖洗。
使用中心旋轉(zhuǎn)吸盤固定外延片，并以800-1200rpm的高速旋轉(zhuǎn)，同時注入水和高純氮?dú)膺M(jìn)行清洗，時間控制在60-80秒。水和高純氮?dú)獾膲毫刂圃?0-50psi之間。
分別用去離子水和2-4%的HF藥液對外延片兩面進(jìn)行沖洗，循環(huán)2-4次，以去除表面的自然氧化膜和殘留物。
增加轉(zhuǎn)速至1500-2000rpm，通過高轉(zhuǎn)速甩干外延片表面的水分。
技術(shù)優(yōu)勢
高效去除臟污：結(jié)合多種化學(xué)藥液浸泡和物理清洗技術(shù)，能有效去除碳化硅外延片表面的顆粒物、有機(jī)物、無機(jī)化合物和重金屬離子等臟污。
保護(hù)表面質(zhì)量：通過精確控制藥液溫度、比例和處理時間，以及采用溫和的清洗方式，最大限度地減少對外延片表面的損傷。
提高良品率：有效的清洗方法有助于減少外延片在后續(xù)工藝中的缺陷和失效，從而提高良品率和生產(chǎn)效率。
環(huán)保節(jié)能：該方法采用的化學(xué)藥液可以回收再利用，減少廢水排放，符合環(huán)保要求。同時，高效的清洗方式也有助于節(jié)約能源。
應(yīng)用前景
該方法在碳化硅外延片制備領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。隨著SiC半導(dǎo)體材料技術(shù)的不斷發(fā)展，對高質(zhì)量、高可靠性的SiC外延片的需求日益增長。通過采用該方法，可以顯著提高SiC外延片的質(zhì)量和性能，為制造高性能、高可靠性的SiC器件提供有力支持。此外，該方法還適用于其他半導(dǎo)體材料的外延片清洗過程，具有廣泛的適用性和推廣價值。
結(jié)論
去除碳化硅外延片揭膜后的臟污是確保外延片質(zhì)量和后續(xù)器件性能的關(guān)鍵步驟。通過采用創(chuàng)新的清洗方法，結(jié)合多種化學(xué)藥液浸泡和物理清洗技術(shù)，可以高效、徹底地去除臟污，同時保護(hù)外延片的表面質(zhì)量。該方法在SiC外延片制備領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價值，有助于推動SiC半導(dǎo)體材料技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。
高通量晶圓測厚系統(tǒng)以光學(xué)相干層析成像原理，可解決晶圓/晶片厚度TTV（Total Thickness Variation，總厚度偏差）、BOW（彎曲度）、WARP（翹曲度），TIR（Total Indicated Reading 總指示讀數(shù)，STIR（Site Total Indicated Reading 局部總指示讀數(shù)），LTV（Local Thickness Variation 局部厚度偏差）等這類技術(shù)指標(biāo)。
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高通量晶圓測厚系統(tǒng)，全新采用的第三代可調(diào)諧掃頻激光技術(shù)，相比傳統(tǒng)上下雙探頭對射掃描方式；可一次性測量所有平面度及厚度參數(shù)。
1，靈活適用更復(fù)雜的材料，從輕摻到重?fù)絇型硅(P++)，碳化硅，藍(lán)寶石，玻璃，鈮酸鋰等晶圓材料。
重?fù)叫凸瑁◤?qiáng)吸收晶圓的前后表面探測）
粗糙的晶圓表面，（點(diǎn)掃描的第三代掃頻激光，相比靠光譜探測方案，不易受到光譜中相鄰單位的串?dāng)_噪聲影響，因而對測量粗糙表面晶圓）
低反射的碳化硅(SiC)和鈮酸鋰(LiNbO3)；（通過對偏振效應(yīng)的補(bǔ)償，加強(qiáng)對低反射晶圓表面測量的信噪比）
絕緣體上硅（SOI)和MEMS，可同時測量多層結(jié)構(gòu)，厚度可從μm級到數(shù)百μm級不等。
可用于測量各類薄膜厚度，厚度最薄可低至4μm，精度可達(dá)1nm。
2，可調(diào)諧掃頻激光的“溫漂”處理能力，體現(xiàn)在極端工作環(huán)境中抗干擾能力強(qiáng)，充分提高重復(fù)性測量能力。
3，采用第三代高速掃頻可調(diào)諧激光器，一改過去傳統(tǒng)SLD寬頻低相干光源的干涉模式，解決了由于相干長度短，而重度依賴“主動式減震平臺”的情況。卓越的抗干擾，實(shí)現(xiàn)小型化設(shè)計(jì)，同時也可兼容匹配EFEM系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)線自動化集成測量。
4，靈活的運(yùn)動控制方式，可兼容2英寸到12英寸方片和圓片測量。
