Siliziumwafer nach hydrophilen und hydrophoben Behandlung

Charakterisierung der Oberfläche des Siliziumwafers nach hydrophilen und hydrophoben Behandlung mit Atomkraftmikroskop

Die Oberflächeneigenschaften vonSiliziumwafer.Sind die wichtigsten Parameter auf den Erfolg der Silizium-Direktverbindungsmethode in der Halbleiterindustrie. Die Hydrophilie und die Rauheit von Siliziumoberflächen, die mit drei typischen Oberflächenbehandlungen in der direkten Bond-Technik verarbeitet werden, werden systematisch durch Atomkraftmikroskopie (AFM) bewertet.

Hydrofluoral (HF) -behandelte Siliziumflächen, die für hydrophobe Bonding verwendet werden, zeigen vernachlässigbare Änderung der Haftkräfte mit Feuchtigkeit. Die HF-Behandlung ergibt sich jedoch zu einer großen Rauheitserhöhung, wodurch zusätzliche Prozesse erwünscht sind. RCA 1 behandelte und thermische oxidierte Siliziumoberflächen zeigen starke Haftkräftesteigerungen, wenn die Umweltfeuchtigkeit von 10% auf etwa 60% steigt. Ein weiterer Anstieg der Luftfeuchtigkeit führt zu einem Tropfen der Adhäsionskraft. Es wird angenommen, dass dies auf eine Änderung der Struktur der absorbierten Wasserschicht auf den Oberflächen zurückzuführen ist.

Da hydrophile behandelte Oberflächen über einen weiten Feuchtigkeitsbereich starke Haftkräfte aufweisen, sollte das direkte Bonding bei niedriger Luftfeuchtigkeit erfolgen, um die Wasserblase zu reduzieren, die an der Bonding-Schnittstelle bildet. Die hydrophilen Behandlungen können auch die Oberflächenrauheit erheblich verringern, was für die direkte Verbindung günstig ist.