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单个晶圆片清洗方式(2)
 

                药水名称         分子结构          清洗温度(°c)         清除的对象
                      APM        NH4OH/H2O2/H2O        20 ︿﹀80            微粒/有机物
                      DHF            HF/H2O            20 ︿﹀25              氧化膜
                      SPM          H2SO2/H2O2          80 ︿﹀150            金属/有机物
                      HPM         HCI/H2O2/H2O         20 ︿﹀ 80              金属
   
 

                                      图4 以不同的药水清洗4种不同的污染物

    在RCA清洗工艺清里,按照不同的药水的清洗工艺顺序进行清洗,就可以把所有附着在硅圆片上的各种污染物清除掉。

一、利用药水和超声波清除微粒
    当清除附着在硅圆片的微粒时,使用APM药水,参阅图4所示。按照以下工艺流程进行操作:首先,由作为强氧化剂的过氧化氢把硅圆片的表面氧化,形成薄的二氧化硅膜;随后,由NH4OH对进行二氧化硅膜蚀刻;通过这种措施把微粒从硅圆片表面上剥离开来。同时由强氧化剂过氧化氢把硅膜氧化,形成二氧化硅。因为这层薄膜上不能在附着微粒,所以它是硅圆片表面的保护膜,具备可防止污染物附着的作用,在包含有NH4OH的碱性溶液里,被清除的微粒和二氧化硅膜都带有同样的电位,相互排斥,不可能在相互吸附。
    在用APM构成的清除微粒的工艺流程里,利用由超生波构成的物理清洗作用强化了由药水构成的化学清洗作用,这是因为,药水一受到超声波的振动便产生气泡,气泡破裂之时产生的冲击力可把微粒从硅圆片上剥离开来,从而强化了清洗作用。
二、利用硅圆片表面氧化和蚀刻工艺方法清除微粒
    当清除附着在硅圆片表面的微粒时,使用作为氨水和过氧化氢以及纯水APM混合液的药水进行清洗
三、用氢氟酸清除自然氧化物
    对于硅圆片表面的自然氧化物,可用稀释氢氟酸的药水清洗掉, 作为强酸的氢氟酸, 利用它能溶解二氧化硅的作用,可清除自然氧化膜。
    在利用稀释的氢氟酸清洗硅圆片的工艺流程里,将会产生一种在使用其他的3种药水实现清洗都不会发生的独特问题,当对清洗后的硅圆片进行干燥时,在硅圆片表面上堆积一种叫做水痕的(water mark)二氧化硅水合物(SIO2-nH2O),这种水痕会防碍后续工艺,结果导致产品的良率降低,因此,在使用稀释的氢氟酸清洗硅圆片的工艺流程里,要特别主意当进行干燥时必须采取措施(下文里有介绍)千万不可出现水痕迹现象。
    在使用稀释的氢氟酸清洗过程之中之所以产生水痕,是因为干燥清洗后的硅圆片很容易使纯水滴残留在硅圆片上,而水滴里溶解的氧气侵蚀硅表面,致使在疏水性的硅圆片表面干燥后呈现出水痕斑斑的难堪景象,相比之下其他3种药水里多含有过氧化氢,使硅圆片表面被氧,由于被具有亲水性的二氧化硅覆盖。于是纯水不容易残留。也就没有图6所示的生成水痕的机制。所以根本不会产生水痕迹现象。
四、以强酸清除金属和有机物
    对于硅圆片上附着的金属可以利用SPM和HPM 药书清除。利用SPM药水中的硫酸和HPM药水种的盐酸各自所具有的强氧化能力,可把金属溶解在药水里进行清除。
    在利用SPM和HPM进行清洗的工艺过程中,控制药水进行清洗的工艺流程中,控制药水的氢离子浓度(Ph)和还原电位是最重要的,因为根据Ph值和氧化还原电位值才能决定金属正处于那种状态 氧化还原电位已变成表征药水具有把金属氧化或还原能力的指标,例如药水的(Ph)值,在SPM药水里是由硫酸  (在HPM药水由盐酸)的浓度控制的 而氧化还原电位是由上述药水的酸浓度和过氧化氢的浓度两种浓度控制的,
    当要清除附着在硅圆片上的有机物时,
须要使用一种含有硫酸和过氧化氢而且还要具备分解有机物能力的SPM药水。成为大规模集成电路污染原因的最具代表性有机物,正是在光刻曝光工艺里使用的感光胶。当经过这一工艺流程之后。虽然利用等离子实现消除的清除感光胶工艺处理。但是往往都有残存的感光胶。在这种情况下,为了清除残存的赶感光胶有机物,就需要通过更强的氧化能力的高温硫酸处理,使碳原子氧化,变成二氧化碳之后被清除掉。

五、利用氢氟酸清楚自然氧化膜。

    在硅圆片表面上生成的自然氧化膜,可利用稀释的氢氟酸(DHF)进行清除,因为,作为强酸的氢氟酸(HF)可把二氧化硅膜溶解掉。

    由于布线工艺里引入铜/ 低介电常数值膜等新材料,对应新材料的清洗工艺开发就变的越来越重要。对于线条精细且纵横比大的图形由于仅仅受到超声波振动的轻微力作用,便容易被破坏,由喷嘴喷射出的氮气流和药水雾滴流冲向硅圆片表面并沿着圆片的径向扫描,同时硅圆片不停地旋转,于是硅圆片获得均匀而又全面地清洗,这样地清洗方式,不损伤硅圆片表面betway必威都有什么形,在利用氮气地干燥工艺过程中,由于硅圆片周围处于受氮气包围地低氧状态,即使是硅圆片表面具有疏水性也不容易产生水痕现象。因为用稀薄地臭氧水处理以后,在硅圆片表面覆盖有OH原子团,使得利用ALD方法生成High-k值绝缘膜成为可能。

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