基于Box-Behnken响应面法优化SC1清洗热氧化膜工艺

王玉超; 吴彬斌; 贾丽丽; 管冯林; 李虎; 李芳; 张瑜; 李涛

doi:10.14135/j.cnki.1006-3080.20241218002

华东理工大学学报（自然科学版） ›› 2025, Vol. 51 ›› Issue (05) : 589 -595. DOI: 10.14135/j.cnki.1006-3080.20241218002

基于Box-Behnken响应面法优化SC1清洗热氧化膜工艺

王玉超, 吴彬斌, 贾丽丽, 管冯林, 李虎, 李芳, 张瑜, 李涛

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摘要

为控制SC1清洗导致的热氧化膜损失以及晶圆内不均匀性增加的问题，采用BoxBehnken设计法设计实验，并结合响应面法对SC1清洗工艺的3个关键参数（即药液温度、药液配比（■，下同）和工艺时间）进行优化。同时，探讨了各因素及其交互作用对清洗效果的影响。结果表明：当清洗时间固定为90 s且待清洗的热氧化膜厚度为3 nm时，药液温度为30℃、药液配比为1∶9.0∶50的SC1化学液对氧化膜表面的影响最小；当药液温度为60℃、药液配比为1∶3.0∶50时，热氧化膜的最大损失厚度为0.065 nm，且晶圆内不均匀性增量控制在1.00%以内；当药液温度为60℃、药液配比为1∶6.5∶50时，热氧化膜的最大损失厚度为0.043 nm，且晶圆内不均匀性增量控制在0.50%以内；当药液温度为55℃、药液配比为1∶8.0∶50时，热氧化膜损失厚度可维持在0.020 nm，且表面不均匀性增量控制在0.24%以内。本研究为集成电路制造中SC1清洗工艺的参数选择提供了参考。