Page 45 - Vol.10

圖五、DO 測定用準實驗系圖 [3] 圖六、水中 DO 之環境以及從 Nozzle 開始距離的影響 [3]

0.7
Sampling point:
0, 38, 75, 140mm
0.6
Dissolved oxygen (ppm) 0.3 Air atmosphere
DIW 0.5
0.4
nozzle

0.2
0.1 N2 atmosphere
0
To DO 0 50 100 150
monitor
Distance from nozzle point (mm)

2
10
維持在 10 [atoms/cm ] 以下。這 Al-Cu 配線、Cu 配線的線寬較寬的 洗淨水水質分成下列四個種類，相
三個條件裡面，最右邊的兩個是機 時候，洗淨時的配線腐蝕或破損情 關與 Cu 配線腐蝕程度。
能水，右邊算來第三個為 HPM， 況很嚴重，必須將洗淨液或純水達 – 有防止帶電效果之 CO 2 溶解水、
三個的液體性質皆顯示為酸性氧化 到最佳化。 – 高 DO 水 (7.5mg/L)、
性，但是所含有之塩酸濃度卻有很 關於純水的水質差異造成對 Cu 配 – 低 DO 水 (0.32mg/L)、
大的差異，在機能水是 350ppm， 線的腐蝕程度影響，在葉片旋轉處 – 氫溶解水
與 HPM 液 體 5% (=50,000ppm) 理時洗淨水水質的變化、特別是溶
洗淨水條件跟在 Cu Beta 薄膜時的
效果一樣。 存氧濃度的變化已受到矚目且許多
情況一樣，處理時間為 600 秒，
圖四是為了瞭解洗淨液的氧化性質 報告討論過。 旋轉數為 500rpm。處理後之晶圓
之效果所做的比較範例，右邊算來 在大氣中，從液體輸送噴嘴所吐出 中央部分的 via 部斷面 SEM 照片如
第四個顯示將 350ppm 的稀塩酸加 之水如果為脫氣水 (de-aired water) 圖七 (a) 所示。 圖七 (a) 的 5 張照片，
溫到 65℃後的洗淨液之結果。在 的話，大氣會溶入水中，如果水中 是洗淨水水質的 1~4 之結果由上往
不含氧化劑的這個條件下，洗淨液 已有溶存與大氣不同之氣體的話， 下排列，左邊欄位也記載了在各個
的氧化還原電位對 Cu 的溶解不夠 預估溶存氣體將會與大氣（空氣） 水質之 ORP。洗淨室內環境，1~3
充足，結果就是 Cu 幾乎沒有辦法 進行交換。此外，在葉片旋轉處理 的水質是只有大氣環境而已，而水
去除。 中被倒至晶圓中央的水，預估會 質 4 的氫溶解水之洗淨則是在大氣
因為離心力而往晶圓邊緣的方向移 環境與 N 2 環境下執行。右邊的照
使用高濃度藥液清潔有以下幾個問
動，同時也產生連續之水質變化。 片是大氣環境，左邊的是 N 2 環境
題點：藥品使用的量多、使用後的
的結果。
排液處理負荷高、為了清洗高濃度 進行如 圖五所示之準實驗系列中，
藥液使用大量的純水，以及洗淨時 有 洗 淨 室 內 (Chamber) 充 滿 著 空 為了防止晶圓帶電而受到廣泛使用
間長，發散的藥液造成周圍環境污 氣的情況與 N 2 封 (Seal) 的情況， 之 CO 2 溶解水的洗淨、藉由降低溶
染等。在濕式蝕刻槽（wet-bench） 針對水從吐水點開始到移動了某段 氧濃度可以減少腐蝕程度。從這次
洗淨所使用之大部分高濃度的藥液 距離之間、產生變化之溶存氧濃度 的比較中知道，使用還原性的氫溶
多在 60℃以上的高溫中使用，因 (DO) 的測定。在實驗中，將樹脂 解水，可以更加抑制其腐蝕。
為藥液蒸氣經常產生、成為周圍環 製的板子傾斜固定好，且在基準點 圖七 (b) 則是表示 pH-ORP 圖中 1~4
境中的例如 SO 2 、Cl 2 、NO 2 等的腐 (0mm) 以及從基準點開始 38mm、 的洗淨水之水質。在 pH 中性區域
蝕性氣體來源，導致塩類微粒子生 75mm、140mm 的 位 置 上 連 接 裡屬於 2 的高DO水與3 的低DO
成的可能性高。 量 測 DO 用 的 採 樣 軟 管 (Sampling 水，ORP 皆是氧化性。
Tube)。 Cu 在腐蝕過程中會形成 CuO 等的
讓水可以接觸到基準點位置來固定 氧化物狀態，將洗淨水變成氫氣水
利用機能水來抑制 Cu 配線腐蝕 [3]
吐水的噴嘴 (Nozzle)，針對水抵達 而可以使得抑制 Cu 腐蝕的效果提
在先端製程中，配線材料的 Cu 是 各個採樣點時的 DO 值進行測定， 高，判斷是因為抑制此 Cu 的氧化
不可欠缺的東西。而在此之前的 結果如 圖六所示。 所致。在洗淨中，洗淨液或洗淨水

NEW FAB TECHNOLOGY JOURNAL JUNE 2013 45