在這項研究中，我們華林科納使用經濟特區單晶片自旋處理器開發了一種單一背面清潔解決方案，能夠通過蝕刻晶片背面的幾埃來去除任何金屬或外來污染物，無論其涂層如何(無涂層、Si3N4或SiO2)。選擇H2O:H2O2:H2SO4:HF混合物是因為它允許對3種感興趣的材料的蝕刻速率進行獨立控制，而不會使硅表面變得粗糙，然后，在有意被各種金屬污染的晶片上，以及在外來材料沉積或傳統銅工藝過程中被污染的“生產晶片”上，檢查化學效率。

我們首先通過改變混合物中H2O2和H2SO4的比例來關注硅蝕刻速率，溫度設定為60℃以激活Si表面氧化反應，HF濃度為0.5%。隨著H2O2含量的增加，硅蝕刻從5.8升至13.5/分鐘(圖1)，但體積比為5:5:1的混合物似乎達到了一個穩定水平，該組合物被選擇用于最終的清潔測試；第二步，我們調整HF濃度以達到氮化硅和氧化硅上所需的蝕刻速率，在60°C時，HF濃度為0.1%至0.5%，Si3N4的蝕刻速率為5至25?/min，SiO2的蝕刻速率為10?至140?/min，對于具有最低硅蝕刻速率的混合物(比例為8:2:1，圖2)，硅蝕刻速率與HF濃度的獨立性得到了很好的驗證。

?

我們注意到在過氧化氫含量較高(比例5:5:1)的化學混合物中，0.1% HF的蝕刻速率略有下降，因為預期硅氧化速率隨著氧化劑濃度而增加，并且對于非常低的HF濃度，限制步驟可能是氧化硅蝕刻速率，最后，選擇0.2%的HF濃度以避免限制硅蝕刻，因為在Si3N4和熱SiO 2(60°C)上分別獲得10?/min和35?/min的合適蝕刻速率，還證實了在5次清洗序列后，AFM在Si晶片上沒有記錄到顯著的粗糙度增加。

我們開發的清洗溶液在處理過渡金屬和其他類型的污染物方面表現出了優異的性能，接近at/cm2的初始金屬水平是通過硅晶片上的有意污染獲得的，然后通過用5∶5∶1/0.2的混合物蝕刻10?的硅(60秒，在60℃下)，甚至在退火的晶片上，獲得低于
at/cm2的殘留污染水平，在晶片背面發現了隨機的金屬污染物，清洗后，所有金屬的殘留污染低于，這使我們能夠在“真實”污染情況下驗證背面清洗效率。

在沉積和清洗后特定元素(如銦、錫和釔)的污染情況下，我們觀察到晶片與晶片之間的初始污染水平差異很大(不是在同一批中沉積的)，范圍從到at/cm2，清洗后，最終污染水平低于at/cm2。

上圖中報告的結果說明了降低背面顆粒污染的難度，在封閉室中，來自污染氣流的顆粒獲得了非常高的初始污染水平(達到飽和水平，在晶片表面上均勻分布)，在1分鐘內實現了70%至95%的可接受PRE，打掃衛生，然而從工具操作和卡盤接觸中去除顆粒要困難得多，在該測試中，初始粒子數要低得多(最多4500個粒子，局限于處理足跡)，但PRE幾乎可以忽略(0至20%)。

已經證明，焦點更好地與由于處理系統引起的非常大的背面缺陷或粘在光刻工具卡盤上的大顆粒相關，而不是與晶片背面顆粒數相關，背面顆粒污染的規格仍需在工業環境中更完整的研究的基礎上確定，以顯示背面顆粒污染對產量的影響，如有必要可實施額外的擦洗步驟(刷子或非接觸式擦洗器)或使用兆頻超聲波活化來減少晶片背面的顆粒污染。

由于用于單晶片序列的短處理時間，金屬去除仍然存在，在SEZ spin處理器上研究了背面清潔，該處理器具有專門開發的易于使用的化學物質，通過使用相同的配方來去除硅、氧化硅或氮化硅背面涂層上的金屬污染物，重點研究了過渡金屬和“外來”污染物，并表明無論采用何種基底，都可以獲得良好的金屬去除效率。

　　審核編輯：湯梓紅