扫码添加微信，获取更多半导体相关资料引言III―V族的化合物半导体GaAs，与Si半导体相比，如果能利用快6倍的电子移动度和少的配线容量，就有利于高速化，由于是单纯的晶体管的构造，高集成化元件也是合适的。根据这样的特征，GaAs在超高速演算元件，半导体激光，通信领域被广泛应用。以Si晶圆为代表，用于器件平坦化的CMP被积极地研究。但是，GaAs晶圆的CMP与其重要性相比，研究并不多。这是因为GaAs晶圆的直径还很小，使用量也不如Si，即使是现有的浆料也能满足CMP特性的要求。目前，III-V族化合物半导体，特别是GaAs和lnP晶圆的CMP用浆料主要使用次氯酸钠（NaOCl）作为蚀刻剂，其镜面加工的机理也在考察中。但是，由于对环境问题的应对越来越多，对开发新的GaAs超精密抛光用浆料的要求越来越高。本方法的主要目的是开发对人体和机器的工作环境无害的新的GaAs CMP浆料。实验本方法中的GaAs晶圆是Si掺杂N―type的（100）方位角。浆料的成分是具有光触媒用锐钛矿结晶状的TiO2的粉末，过氧化氢使用30%浓度的溶液。为了比较加工特性，使用了GaAs晶圆专用的研磨药品。研磨实验全部进行了3次。图1表示实验装置。图1(a)是一般的CMP装置的模式图，(b)是为了调查本研究中使用的紫外线照射的影响的CMP装置。在表面板上使用紫外线吸收少的石英，为了将紫外线通过石英直接照射到晶圆面上...
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扫码添加微信，获取更多半导体相关资料RCA清洗技术是用于清洗硅晶圆等的技术，由于其高可靠性，30多年来一直被用于半导体和平板显示器(FPD)领域的清洗。其基础是以除去颗粒为目的的氨水-过氧化氢溶液组成的SC―1洗涤和以除去金属杂质为目的的盐酸-过氧化氢溶液组成的SC―2洗涤相结合的洗涤技术。SC-1洗涤的机理说明如下。首先，用过氧化氢氧化硅晶片的表面，用作为碱的氨蚀刻氧化硅，并通过剥离去除各种颗粒。此外，如图1所示，在pH 10.5附近的SC-1清洗液中，硅衬底和各种颗粒的表面电势（ζ电势）都为负，因此，通过静电排斥力去除各种颗粒，并防止再粘附。另一方面，在SC-2清洗中，许多金属溶解在pH为0-2的酸性溶液中，如SC-2清洗液，并作为离子稳定存在，因此晶片上的金属杂质也被溶解和去除。到目前为止，为了改进RCA洗涤技术，已经开发了以下新的洗涤液和洗涤装置。我们开发了使用臭氧水和电解离子水等功能水的洗涤技术，并在一部分的洗涤工艺中被采用。另外，使用超临界流体的洗涤工艺的研究也在进行中，被导入到MEMS等的洗涤工艺中。这些以水和二氧化碳为主要成分，其特征是洗涤后的废液处理容易且对环境友好。但是，为了制造功能水和超临界流体，需要导入新的设备。通过引入300毫米的晶片，加速了从所谓的分批式清洗装置引入片状清洗装置的速度，所述分批式清洗装置用于在一个槽中共同浸泡和清洗数十个晶片，所述片状清洗...
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扫码添加微信，获取更多半导体相关资料引言在作为半导体光刻原版的光掩模中，近年来，与半导体晶圆一样，图案的微细化正在发展。在半导体光刻中，通常使用1/4～1/5的缩小投影曝光，因此光掩模上的图案线宽是晶圆上线宽的4～5倍，虽然要求分辨率比半导体工艺宽松，但近年来，从边缘粗糙度、轮廓形状等角度来看，干蚀刻已成为主流。 半导体用光掩模是对在合成石英基板上成膜的铬、氧化铬、氮化铬等铬系薄膜进行图案化的掩模，特别是在尖端光刻用掩模中，现状是从硝酸铈系的湿蚀刻剂加工，基本完成了向氯、氧系混合气体的等离子蚀刻加工的转移。在提高光刻分辨率的相移掩模技术中，湿法蚀刻技术再次受到关注。这是因为，在蚀刻玻璃基板，使曝光光具有相位差的Levenson型相移技术中，通过湿法蚀刻控制图案轮廓的形状是不可或缺的。在本文中，简单说明了需要这种技术的背景，并介绍了使用湿法蚀刻的尖端光掩模制造的现状。关于光刻技术和掩模半导体光刻技术取其最小线宽或设计中的最小间距的半数，多在世代或技术节点中进行讨论。迄今为止，为了实现更精细的技术节点，主要通过光刻的短波长化进行了应对，但近年来，图案的精细化正在以超过短波长化的速度发展。一般来说，对于曝光波长形成的线宽足够大，转印对比度充分的光刻，MEEF为1。也就是说，掩模的尺寸误差只在缩小倍率部分小，反映在晶圆上的状态。 另一方面，当形成的线宽小于曝光波长时，MEEF变大，有时达到...
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扫码添加微信，获取更多半导体相关资料最近的电子器件大多是由微细的电路元件构成的，为了制造这些元件，微细加工已成为必须的技术。以前，为了这个目的使用了蚀刻技术（光刻法）。但是，半导体集成电路(IC)的集成度以年率约2倍的比例提高，据说使用光的加工早晚会达到极限。为了打破这一问题，正在研究使用更短波长的紫外线、电子射线、软X射线、离子射线等新射线源的方法。另一方面，适用于这些新辐射源的抗蚀剂材料的研究也在势力范围内进行。在此，以光刻胶为中心，对各光刻胶的现状、今后的课题进行概述。光刻法图1 示出了使用光刻的微加工的概略工序。首先在基板表面形成要蚀刻的物质（例如铝）的薄膜，在其上通过旋涂法等涂覆抗蚀剂。光刻胶是通过光照射，其溶解性发生变化的被膜材料，在蚀刻时具有保护基板的作用。通过具有所需图案的光掩膜（类似于照相干板），用光照射涂有光刻胶的基板，使其发生化学变化后，将其浸入适当的溶剂（显影液）中，仅照射部分或未照射部分有选择性地溶出，形成光刻胶的图案，因此，溶解性增大，该部分溶出的称为正型抗蚀剂，相反，通过照射使其不溶解，仅未照射部分溶出的称为负型抗蚀剂。接着，使用适当的蚀刻剂对该基板进行蚀刻后，被抗蚀剂图案覆盖的部分未被蚀刻而残留。 最后，剥离作用结束的光刻胶后，可以得到所需的蚀刻图案。当然，光刻光源必须产生波长足以使光刻胶光解或光交联的光。实际上使用的是水银灯，在其发射光谱中，主要使...
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扫码添加微信，获取更多半导体相关资料引言半导体的制造以硅晶圆为起点，经过形成前工序的晶体管的FEOL，插头形成的MOL，以及连接晶体管作为电子电路发挥作用的布线工序的BEOL，形成器件芯片，在后工序中，将芯片进行个片化后进行封装，完成。随着芯片的高性能/低电力化，工艺变得复杂化，仅前工序就已经达到数百工序，其中约1/4～1/5被清洗工序所占据。特别是在FEOL中，1970年开发出了组合高纯度药品使用的RCA清洗，现在也被广泛使用。在本文中，为了在半导体制造中的平坦化工艺，特别是在形成布线层的工程中实现CMP后的高清洁面，关于湿法清洗所要求的功能和课题，关于适用新一代布线材料时所担心的以降低腐蚀及表面粗糙度为焦点的清洗技术，介绍了至今为止的成果和课题，以及今后的展望。清洗的原理和机理在22 nm附近作为工艺上无法跨越的障碍，其技术动向的变迁如图1所示。在此期间，在清洗中，金属杂质浓度以及残留粒子数以及尺寸的降低，此外，这些检查持续要求提高出灵敏度等。另外，在铜配线的CMP中，在阻挡金属的研磨浆料中添加了特定的pH以及氧化还原电位作用的BTA（1，2，3―Benzotriazole）或者其衍生物等的防腐蚀剂，在研磨中在铜表面形成如图2所示的保护膜，抑制其腐蚀，另一方面也成为基板表面如图3所示作为有机残渣残留的一个原因。因此，在CMP后清洗中，除了以往以下①～③的功能外，在尖端设备的清洗...
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扫码添加微信，获取更多半导体相关资料介绍小气泡显示出与普通气泡不同的行为。普通气泡在水中急速浮起，在表面破裂消失。但是，如果成为直径小于50μm的气泡，则会慢慢浮起并缩小，最终在水中消失。在水中变小消失（或者看起来消失）的气泡在这里被称为微气泡。微气泡在水中急剧缩小的原因是，由于它是小气泡，内部的气体有效地溶解在周围的水中。气泡的这种缩小意味着“气液界面”的变化，具有重要的工程学意义，即气泡内部压力的上升和表面电荷的浓缩，以及对发挥作用的固体表面的洗涤效果的表现。臭氧微泡清洗半导体晶片半导体是支撑现代社会最重要的电子零部件。在该制造中使用了被称为光刻机的技术，在该制造中清洗是非常重要的工序之一。一直以来，半导体晶圆的清洗中使用了强力的药液。其中，在光刻胶（感光性有机物）的去除中使用了硫酸过水（SPM:硫酸+过氧化氢/150℃）。该药液虽然发挥了强力的清洗力，但由于存在废液处理和安全上的问题，因此在接近室温的条件下以“水”为基础进行清洗被认为是梦想中的技术。因此，我们一直在推进利用微气泡的半导体晶圆清洗技术的开发。图2所示的是用微泡清洗处理非常困难的半导体晶圆的照片。在制造工序中注入非常大量的离子时，在光刻胶的表面附近形成被称为外壳的硬化层。如果形成这样的硬化层，除去光刻胶就变得非常困难。即使是强药液的硫酸过水，除去也不容易。但是，如果利用含有臭氧的微泡，仅用水就能将其除去干净。当然...
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扫码添加微信，获取更多半导体相关资料引言在电子器件用半导体单晶的表面加工中，要求在平坦、光滑的同时，尽可能地减少晶体缺陷的导入。一般来说，在研磨等机械加工中，由于从表面的凸部选择性地进行去除，因此可以高效率地改善表面的平坦度，但是在加工面上残留加工劣化层。另一方面，在湿法蚀刻和等离子蚀刻等化学加工的情况下，虽然没有加工变质层的残留，但是由于没有积极的平坦化结构，所以一般不能进行平坦、平滑化。另外，在表面层有结晶缺陷的情况下，其高能点被选择性地蚀刻，也有粗糙化的情况。我们在新的化学蚀刻中引入了基准面，设计了实现无损伤且高效率的平坦·平滑化的催化剂表面基准蚀刻法。在此，对该概念进行介绍，并介绍适用于单晶SiC和单晶GaN基板加工的例子。SiC的加工和加工后表面的观察在SiC的CARE中，作为催化剂材料使用铂，作为反应溶液使用氢氟酸水溶液。目前，通过对表面Si的背面结合的HF分子的解离吸附进行蚀刻，可以认为是铂促进了该反应。根据CARE法的研磨装置的例子如图2所示。通过使被加工物表面与浸入加工溶液中的催化剂表面接触，同时使其相对运动，进行加工。对4H―SiC（0001）表面（n型，0.02∼0.03`cm）的加工结果进行论述。使用刮擦和微裂纹存在于整个表面的研磨面，通过CARE进行约1mm和约2mm的加工，观察加工前后的表面。图3是观察60 mm×80 mm的领域的结...
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扫码添加微信，获取更多半导体相关资料引言在半导体器件的制造过程中，由于需要去除被称为硅晶片的硅衬底上纳米级的异物（颗粒），1/3的制造过程被称为清洗过程。在半导体器件中，通常进行RCA清洁，其中半导体器件以一批25个环（盒）为单位，依次浸入氨水，过氧化氢溶液，盐酸等加热的化学品中。然而，最近，为了降低环境负荷的目的和半导体器件的多品种化，需要片叶式的清洗方法，喷射纯水的清洗工序正在增加。 在单片式清洗中，超声波振动体型清洗装置是一种有效的清洗方法，目前已被许多工艺所使用。通过超声波振动器的清洁是通过从超声波振动器向纯水施加超声波振动来加速水分子的清洁方法。本方法的目的是利用频率在5MHz-10MHz的超声波振动体技术，达到下一代半导体器件清洗技术的目标。我们使用样品基板，在硅晶片上涂覆直径为1µm的聚苯乙烯胶乳(PSL)颗粒，对超声波振动型清洗装置的清洗能力进行了验证。实验PSL颗粒附着模型：图1显示的是附着在基板上的聚乙烯胶乳(PSL)粒子的模型。当亚微米的PSL颗粒粘附到衬底表面时，范德华力、重力、液体交联力、静电量和双电层的排斥力作用在PSL颗粒上，但是范德华力被认为是PSL颗粒粘附到硅晶片的主要因素。PSL颗粒的附着力由式1给出。图1 PSL粘附模型超音波洗浄装置：粘附在硅基板上的PSL粒子的去除模型如图2所示。当仅考虑流体动力学的作用时，通过超声波振动型清洗，晶...
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扫码添加微信，获取更多半导体相关资料引言在半导体和LED的制造中，需要研磨以使晶片的厚度变薄，以及抛光以使表面成为镜面。 在半导体器件的制造中，半导体制造工艺包括:（1）从晶体生长开始切割和抛光硅等，并将其加工成晶片形状的工艺（晶片制造工艺）；（2）在晶片上形成IC的工艺（前一工艺）；以及（3）切割、组装、检查和安装芯片的工艺（后一工艺）。 在晶片制造过程中，通过双面研磨、单面研磨、蚀刻等对从晶锭切片的晶片进行厚度调节，以消除加工表面的变形，然后将晶片加工成镜面。此外，存在用于使在前一工艺中制造的具有图案的晶片的厚度均匀且薄的后研磨工艺。 在背面研磨之后，在切割过程中进行芯片化，并且在后处理中进行安装。 研磨工艺和切割工艺是前一工艺和后一工艺之间的中间工艺，是提高附加值的中间工艺，如晶片减薄，应力消除，以MEMS（微机电系统）晶片制造为代表的深挖蚀刻，减薄和重新布线。本文介绍了硅片的研磨，抛光和清洗技术，这是中间工艺的需要。此外，我们还将介绍LED照明用蓝宝石衬底和功率器件用碳化硅（SiC）衬底的研磨，抛光和清洗技术，这些技术有望成为下一代半导体，并已开始投入实际使用。前工序和后工序的中间工序加速度传感器和压力传感器等MEMS技术图1利用半导体器件制造工艺的器件采用半导体制造技术在晶圆上大量制作。在制造器件之后，进行重新布线或深挖蚀刻以使器件变薄或镜面。与传统的半导体器件制造不同，...
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扫码添加微信，获取更多半导体相关资料引言为了使器件动作高速化，尽可能地抑制布线延迟变得很重要。为此，需要使用布线电阻低的Cu布线和降低布线间容量的低介电常数层间膜。最近，Cu布线搭载的器件相继发表，层间膜使用通常的氧化膜的结构的产品已经上市，全世界Cu布线的开发急速加速。而且，Cu布线被认为只有与低介电常数层间膜（Low―K）相结合才有高速化的意义，关于Cu/Low―K的发表也在增加。为了实现Cu布线，必须使用Cu―CMP来形成沟槽布线结构，并且在CMP之后，由于大量的颗粒和金属污染残留在晶片上，因此需要在CMP之后进行清洗。在Cu膜和Low―K膜中被认为是有希望的HSQ膜的英特化结构的CMP中，由于Cu膜和HSQ膜的耐药液性低，因此很难用传统上在硅工艺中使用的清洗液进行清洗。此外，在使用清洗液时，必须考虑环境负荷。因此，在不损坏金属布线和Low―K膜的情况下，作为环境负荷低的清洗液，进行电解离子水和有机酸的研究。Cu/HSQ-CMP后清洗的课题Cu―CMP之后的Cu/HSQ沟接线构造如图1所示。不仅是氧化铝和二氧化硅等的研磨粒子，Cu等的金属污染也大量残留在晶圆的表面。一直以来用于CMP后清洗的利用氨水的粒子除去和利用稀释氢氟酸的金属污染除去，难以用于蚀刻或损伤Cu膜和HSQ膜。因此，在CMP后清洗中，不会损伤表面露出的Cu配线和HSQ膜。开发的Cu/HSQ-CMP后清洗如图2所...
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