半導(dǎo)體清洗材料都有什么方法?鯤鵬精密智能今天就來給大家科普介紹介紹!
半導(dǎo)體集成電路工藝的基礎(chǔ)上主要是1950年代后四個發(fā)明過程(離子注入、擴散、外延生長和光刻技術(shù))的基礎(chǔ)上逐步發(fā)展,因為每個元素的集成電路和附件是很微妙的,所以在制造的過程中,如果污染是由塵埃粒子,金屬,容易對芯片電路的功能造成損害,形成短路或開路等,導(dǎo)致集成電路失效,影響幾何特征的形成。
因此,除了在制造過程中消 除外部污染源外,集成電路制造步驟如高溫擴散、離子注入等在濕清洗或干洗工作之前。干法和濕法清潔是指在不損害晶圓表面和電性能的情況下,有效地利用化學(xué)溶液或氣體去除晶圓表面的細顆粒物、金屬離子和有機物。污染物和雜質(zhì)的分類
?。桑霉に囆枰恍┯袡C和無機材料參與完成,另外,生產(chǎn)工藝總是在有人參與的凈化室進行,因此不可避免地會產(chǎn)生硅片的各種環(huán)境污染。根據(jù)污染物的發(fā)生情況,污染物大致可分為顆粒、有機物、金屬污染物和氧化物。
粒子
這些顆粒主要是聚合物、光刻膠和蝕刻雜質(zhì)。一般來說,顆粒附著在硅表面,影響了下一道工藝的幾何特征和電特性的形成。根據(jù)對顆粒與表面粘附的分析,雖然粘附力是多種多樣的,但主要是范德華引力。因此,顆粒的去除方法主要是物理或化學(xué)方法,對顆粒進行底切,逐漸減小顆粒與硅表面的接觸面積,去除。
有機物質(zhì)
有機雜質(zhì)在IC工藝中以各種形式存在,如人體皮膚油脂、凈化室空氣、機械油、硅膠真空油脂、光刻膠、清潔溶劑等。每一種污染物都會不同程度地影響集成電路的生產(chǎn)過程,通常會在晶圓表面形成一層有機物膜,防止清洗液到達晶圓表面。因此,有機物的去除通常是在清洗過程的第 一步進行。
金屬污染物
?。桑秒娐分圃旃に嚥捎媒饘倩ミB材料將各個獨立器件連接起來,首先采用照相、蝕刻的方法使接觸窗在絕緣層上,然后蒸發(fā)、濺射或化學(xué)氣相沉積(CVD)形成金屬互連膜,如Al-Si、Cu等,然后對沉積介質(zhì)層進行化學(xué)機械拋光(CMP)。這一工藝對IC制造工藝也是一個潛在的污染工藝,在形成金屬互連的同時,也會產(chǎn)生各種金屬污染。必須采取措施清 除金屬污染物。
初級氧化物和化學(xué)氧化物
硅原子在氧和水存在時很容易氧化形成一氧化層,稱為初級氧化層。硅片用SC-1和SC-2溶液清洗后,由于過氧化氫具有很強的氧化能力,在硅片表面形成一層化學(xué)氧化物。為了保證柵極氧化物的質(zhì)量,晶圓表面的氧化物必須在清洗后去除。此外,IC工藝中化學(xué)氣相沉積(CVD)沉積的氮化硅、二氧化硅等氧化物也應(yīng)在相應(yīng)的清洗工藝中選擇性去除。擁有超過20年的清潔設(shè)備經(jīng)驗,
分析以下六種常見的清洗方法:
濕法凈化
濕法清洗使用液體化學(xué)溶劑和去離子水氧化、蝕刻和溶解晶圓表面污染物、有機物和金屬離子污染。通常的濕式清洗有RCA清洗法、稀釋化學(xué)法、IMEC清洗法、單片機清洗等。
RCA清洗方法
開始,人們使用的清潔方法沒有標準或系統(tǒng)。1965年,RCA開發(fā)了用于硅片清洗的RCA清洗方法,并將其應(yīng)用于RCA組件的制造。這種清洗方法已經(jīng)成為未來各種清洗工藝的基礎(chǔ),工廠使用的大部分清洗工藝基本上都是基于原來的RCA清洗方法。
RCA清洗依靠溶劑、酸、表面活性劑和水對硅片表面污染物、有機物和金屬離子進行噴霧、凈化、氧化、蝕刻和溶解,而不損害硅片表面特性。每次使用后用超純水徹底清洗。以下是常用的清洗液及其作用。
(APM;APM通常稱為SC1清洗液,其分子式為:NH4OH:H2O2:H2O=1:1:5~1:2:7,通過底切氧化和微刻蝕去除表面顆粒;它還能去除微量有機污染物和部分金屬化污染物。然而,表面粗糙度與硅氧化和蝕刻同時發(fā)生。
硫酸/雙氧水/二水合物混合物(SPM;-H2SO4/H2O2/H2Oat100~130℃)。SPM通常被稱為SC3清洗液。硫酸與水的體積比為1:3,是去除有機污染物的典型清洗液。硫酸能使有機物脫水碳化,過氧化氫能將碳化產(chǎn)物氧化成一氧化碳或二氧化碳氣體。
用氫氟酸(hf)或稀釋氫氟酸(稀氫氟酸)(HForDHFat20~25℃)蝕刻。其分子式為:HF:H2O=1:2:10。主要用于去除氧化物,腐蝕二氧化硅和特殊區(qū)域的二氧化硅,以及還原表面金屬。使用稀氫氟酸水溶液去除SC1和SC2溶液清洗后晶圓表面的氧化層和過氧化氫氧化產(chǎn)生的化學(xué)氧化層。除除去氧化層外,在硅片表面形成硅氫鍵,形成疏水表面。
超高壓水(UPW),通常被稱為去離子水,使用臭氧水稀釋化學(xué)品和化學(xué)清洗晶片洗滌液。加上兆位元能量的RCA清洗,化學(xué)和去離子水的消耗可以減少芯片蝕刻時間可以縮短清洗溶液,各向同性的濕式清洗效果可以降低IC特性,而清洗溶液可以增加使用壽命。