Abstract
在半導體元件製程中，矽晶片表面的金屬污染是一為人熟知的問題, 所造 成的良率和元件可靠度下降的後果, 也一直是半導體製程中令人關心的問 題。傳統清洗方法, 需使用大量的溶劑和去離子水清洗矽晶片, 特殊製程 更需用包含強酸強鹼溶液在內的清洗方法, 因而產生大量廢水和酸鹼液, 造成環保問題及增加處理成本。因此本論文的重點, 即在於嘗試使用超臨 界流體清洗矽晶片表面的金屬雜質, 希望能建立一高效率且無廢液廢水的 清洗方法。超臨界流體具有液體般的溶解度和氣體般的擴散能力, 能迅速 有效的清洗矽晶片表面。超臨界流體的溶解度可經由溫度和壓力的調整而 輕易改變, 並藉由添加少量的修飾劑, 可再增加其溶解極性污染物的能力 。全文共分為二部份：Ⅰ、開發使用添加各種修飾劑的超臨界二氧化碳流 體以清洗矽晶片的新製程, 我們使用自行製備的污染矽晶片, 利用高感度 二次離子質譜儀(SIMS)分析以評估其清洗效率, 以水做為修飾劑可以得到 最佳的清洗效果; 論文中亦將利用掃描式電子顯微鏡(SEM) 及原子力顯微 鏡(AFM) 等分析方法觀察矽晶片於清洗前後表面形態的變化, 以評估超臨 界二氧化碳流體清洗法的可行性。※ C.C. Wang, J.P. Wang, S.F. Lin, and Y.C. Ling, "SIMS Characterization of Si Wafers Cleaned by Supercritical CO2 Fluid", SIMS X., 1995.※ Chinese Patent Pending, 1996Ⅱ、尋找超臨界二氧化碳流體清洗矽晶片表面金屬雜質的 最佳條件,利用田口式實驗計劃法探討壓力、溫度、動態清洗時間及修飾 劑量等變因對清洗效率的影響, 經由SIMS分析所得到的結果, 決定最佳的 清洗條件, 再做確認實驗以解釋所提出的清洗機制。