半导体杂质分类

20世纪50年代后，半导体IC工艺逐渐发展发明了四种基本工艺（离子注入、扩散、外延生长和光刻）。如果芯片被灰尘颗粒和金属污染，产生短路或开路等，很容易损害芯片中的电路功能。

污染物和杂质的分类

IC制造过程中需要一些有机和无机化合物。此外，制造过程总是在洁净室中进行，并有人为干预，导致硅片受到各种环境污染。污染物根据其发生情况分为四类：颗粒物、有机物、金属污染物和氧化物。

1.2 颗粒

聚合物、光刻胶和蚀刻杂质构成了大部分颗粒。通常，颗粒会粘附在硅表面，影响后续工艺的几何特征和电气特性的发展。虽然颗粒与表面之间的粘附力不同，但主要是范德瓦尔斯引力，因此颗粒去除方法主要是使用物理或化学方法对颗粒进行咬边，并逐渐去除颗粒。粒子与硅表面的接触面积减小，粒子被移除。

1.2有机物

人体皮肤油、洁净室空气、机械油、硅真空润滑脂、光刻胶、清洁溶剂和其他有机污染物都可以在IC工艺中找到。每种污染物都以不同的方式影响IC工艺，主要是通过在晶圆表面上产生一层有机层来阻止清洗液到达晶圆表面。因此，去除有机物通常是清洁程序的初步。

1.3金属污染物

在IC电路制造过程中，金属互连材料用于连接单独的器件。光刻和蚀刻用于在绝缘层上创建接触窗口，然后蒸发、溅射或化学气相沉积用于创建金属互连（CVD）。为了构造互连线，对互连膜（如Al-Si、Cu等）进行蚀刻，然后对沉积的介电层进行化学机械抛光（CMP）。该程序有可能污染IC生产过程。在构建金属互连时会产生各种金属污染。为了消除金属污染，必须采取适当的措施。

1.3一次氧化物和化学氧化物

在包括氧气和水在内的环境中，硅原子很容易被氧化，形成一个氧化层，称为自然氧化层。由于*的*氧化能力，用SC-1和SC-2溶液清洗后，硅片表面会形成化学氧化层。晶圆清洁后，必须清除表面氧化物，以确保栅氧化层的质量。IC工艺中化学气相沉积（CVD）产生的氧化物，如氮化硅和二氧化硅，也应在清洗过程中选择性去除。

因此，除了在整个生产过程中避免外部污染源外，集成电路制造程序（如高温扩散和离子注入）还需要湿式或干式清洁。干式和湿式清洁工作包括使用化学溶液或气体成功地去除留在晶圆上的灰尘、金属离子和有机杂质，同时保持晶圆的表面和电气特性。

其中干洗主要是使用气相化学技术去除晶圆表面的杂质。热氧化和等离子体清洗是两种常见的气相化学技术。清洁程序包括将高温化学气体或等离子反应气体引入反应室，反应气体在反应室中与晶片表面化学结合，产生挥发性反应产物，并进行真空抽空。常用到的设备是各类惰性气体烘箱（无氧烤箱），等离子清洗机等。