반도체공정실험 예비보고서(Wafer Cleaning & Oxidation)

목차

1. Typical cleaning procedure(습식 세정 공정)
1.1. RCA 세정
1.2. Piranha 세정(SPM)
1.3. HF 세정

2. Hydrophilic vs Hydrophobic surfaces of Si(001)
2.1. Hydrophilic surface(친수성 표면)과 Hydrophobic surface(비 친수성 표면)의 특성

3. Operation principle of ellipsometry

4. Principle of wet vs. dry oxidation
4.1. Deal-Grove Model(열 산화 모델)
4.2. Oxide Growth and Silicon Consumption

5. Experimental procedure to obtaining target oxide thickness for gate oxidation on Si
5.1. Wafer Cleaning
5.2. Oxidation

6. 실험 예상결과

본문내용

1.1. RCA 세정
오늘날까지 광범위하게 사용되는 실리콘 웨이퍼 세정방법에는 RCA 세정법이 있으며 세정 대상이 되는 오염물의 종류에 따라 SPM(sulfuric acid peroxide mixture)과 DHF(dilute HF)를 선택적으로 조합하여 사용한다. RCA 세정공정엔 암모니아인 염기성을 주로 사용하는 SC-1과 염산인 산성용액을 사용하는 SC-2 세정방법으로 나눌 수 있다. RCA 세정 공정 중 SC-1(Standard Clean-1, APM) 세정 공정은 암모니아, 과산화수소 그리고 물을 1:1:5의 비율로 혼합하여 70∼85℃ 정도의 온도에서 5분간 cleaning을 실시하는데 HO가 HO+O로 분리되어 강한 산화작용으로 표면 유기물질들이 물에 잘 용해되는 복합물질로 형성하게 된다. 즉 HO의 산화와 NHOH의 용해 및 식각으로 주로 파티클을 제거하며 또한 표면의 유기오염물과 Au, Ag, Cu, Ni, Cd, Zn 등과 같은 잔존 금속 불순물들이 동시에 제거된다. SC-2(Standard Clean-2, HPM) 세정공정은 염산, 과산화수소 그리고 물을 1:1:5 비율로 혼합하여 70∼85℃ 정도의 온도에서 5분간 세정하여 잔류 금속 불순물들(heavy metals, alkali ions metal hydroxides)을 제거한다. 세정 후 기판 표면은 15Å전후의 화학적 산화막이 형성되고 표면은 친수성 특성을 나타낸다.

<중 략>

5. Experimental procedure to obtaining target oxide thickness for gate oxidation on Si

5.1. Wafer Cleaning
1) (100)방향성을 지닌 p-type Si wafer를 준비한다.
2) BOE용액에 Si wafer를 담가 30분간 cleaning 과정을 거쳐 native oxide를 제거한다.
3) BOE cleaning을 마친 wafer를 QDR(Quick Drain Rinse)를 이용하여 DI WATER 샤워, bubbling을 한다.
4) wafer를 spin dryer에 넣고 10분간 700rpm으로 건조시킨다.

참고자료

· 없음