硅片清洗对半导体工业的重要性早在50年代初即已引起人们的高度重视,这是由于硅片表面的污染物会严重影响器件的性能、可靠性和成品率。随着集成电路由大规模向超大规模(VLSI)和甚大规模(ULSI)发展,电路的集成度日益提高、特征尺寸日益缩小,污染物对器件的影响也愈加突出。目前半导体行业中广泛使用的清洗工艺仍是以沃纳·克恩(Werner Kern)于1970年提出的标准RCA清洗法为基础框架,经过多年不断改进形成的[1]。硅片表面的洁净度及表面态对高质量的硅器件工艺是至关重要的。如果表面质量达不到要求,无论其它工艺步骤控制得多么完美,也是不可能获得高质量的半导体器件的。除去硅片表面上的沾污已不再是最终的要求,在清洗过程中所形成的表面化学态(终止态)及粗糙度已成为同样重要的参数[2]。这些新的考虑改变了关于“晶片清洗”的观念由单纯的去除沾污转变到真正的“表面工程”。对于随着线宽不断减小,同时不断变薄的栅氧化层来说,生长前的预清洗尤其如此。本文主要的研究内容是栅氧化层预清洗工艺中牺牲氧化层(Sacrificial Oxide)的过蚀刻率对有源区(Active Area)的表面化学态、后续栅氧化层生长、器件的电性特征参数以及产品良率的影响。相对于0.18微米技术,0.13微米技术节点下,由于对有源区边缘倒角(Divot)提出了更高的要求,牺牲氧化层的过蚀刻率必须要减小。但是如果牺牲氧化层的过蚀刻率设置过低,就会导致下限工艺窗口不足,引起栅氧化层预清洗后有源区硅表面氢终止程度的波动,使后续栅氧化层生长的厚度以及器件的电性特征参数产生了过大波动,进而导致产品良率下降。本课题从量产工厂的实际出发,通过工程试验设计方法,利用一组试验成功找出了0.13微米CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor)技术栅氧化层预清洗工艺中牺牲氧化层过蚀刻率的工艺窗口(Process Window),从而得到了牺牲氧化层过蚀刻率的优化条件。优化方案既解决了量产中由于稀释氢氟酸蚀刻率的波动所带来的下限工艺窗口不足的问题,又避免了由于过蚀刻率的升高而使倒角(Divot)(?)司题恶化,从而导致器件的电性特征参数出现双驼峰(Double Hump)现象。优化方案实施后,大大减少了生产中人为控制压力,并极大地降低了由于人为因素引起操作失误的风险；大大提高了产能利用率,及明显地缩短了生产周期(Cycle Time);稳定了器件的电学特征参数,大大提高了工艺精密度,同时明显提高了产品良率。