半导体硅片的化学清洗技术(20180720164954)

半导体硅片的化学清洗技术一 . 硅片的化学清洗工艺原理 切削液 金属 加工液 y ;F aK U*L9M- r6r硅片经过不同工序加工后，其表面已受到严重沾污，一般讲硅片表面沾污大致可分在三类A. 有机杂质沾污 可通过有机试剂的溶解作用，结合超声波清洗技术来去除。B. 颗粒沾污运用物理的方法可采机械擦洗或超声波清洗技术来去除粒径 ≥ 0.4 μ m颗粒，利用兆声波可去除 ≥ 0.2 μ m颗粒。C. 金属离子沾污必须采用化学的方法才能清洗其沾污，硅片表面金属杂质沾污有两大类a. 一类是沾污离子或原子通过吸附分散附着在硅片表面。 金属加工 液论坛 x Z-euw/4[b. 另一类是带正电的金属离子得到电子后面附着（尤如“电镀”）到硅片表面。硅抛光片的化学清洗目的就在于要去除这种沾污，一般可按下述办法进行清洗去除沾污。 \8a. 使用强氧化剂使“电镀”附着到硅表面的金属离子、氧化成金属，溶解在清洗液中或吸附在硅片表面。b. 用无害的小直径强正离子（如 H）来替代吸附在硅片表面的金属离子，使之溶解于清洗液中。c. 用大量去离水进行超声波清洗，以排除溶液中的金属离子。自 1970 年美国 RCA实验室提出的浸泡式 RCA化学清洗工艺得到了广泛应用， 1978 年 RCA实验室又推出兆声清洗工艺，近几年来以 RCA清洗理论为基础的各种清洗技术不断被开发出来，例如 ⑴ 美国 FSI 公司推出离心喷淋式化学清洗技术。⑵ 美国原 CFM公司推出的 Full-Flow systems 封闭式溢流型清洗技术。⑶ 美国 VERTEQ公司推出的介于浸泡与封闭式之间的化学清洗技术（例 Goldfinger Mach2 清洗系统）。⑷ 美国 SSEC公司的双面檫洗技术（例 M3304 DSS清洗系统）。⑸ 日本提出无药液的电介离子水清洗技术 （用电介超纯离子水清洗） 使抛光片表面洁净技术达到了新的水平。⑹ 以 HF / O3 为基础的硅片化学清洗技术。 金属加工 液论坛 \b6B/ oO*ir目前常用 H2O2作强氧化剂，选用 HCL作为 H的来源用于清除金属离子。SC-1 是 H2O2和 NH4OH的碱性溶液，通过 H2O2的强氧化和 NH4OH的溶解作用，使有机物沾污变成水溶性化合物，随去离子水的冲洗而被排除。 bbs.lube chemis t.orgd z-d “Jb由于溶液具有强氧化性和络合性，能氧化 Cr、 Cu、 Zn、 Ag、 Ni、 Co、 Ca、 Fe、 Mg等使其变成高价离子，然后进一步与碱作用，生成可溶性络合物而随去离子水的冲洗而被去除。为此用 SC-1 液清洗抛光片既能去除有机沾污，亦能去除某些金属沾污。SC-2 是 H2O2和 HCL的酸性溶液，它具有极强的氧化性和络合性，能与氧以前的金属作用生成盐随去离子水冲洗而被去除。被氧化的金属离子与 CL-作用生成的可溶性络合物亦随去离子水冲洗而被去除。在使用 SC-1 液时结合使用兆声波来清洗可获得更好的效果。 切削液 金属 加工液二 . RCA 清洗技术 最专业的金属 加工液 论坛 切 削液 切削油 冲压油 防锈 油 清洗 剂 添 加剂 防 锈剂 乳化液 半合成 全合 成 润滑 油 润 滑脂 _S3XU 7h7h7 rA1TT9K 0nL Q1m系统内可按不同工艺编制贮存各种清洗工艺程序，常用工艺是FSI“ A”工艺 SPMAPMDHFHPM最专业的金属 加工液 论坛 切 削液 切削油 冲压油 防锈 油 清洗 剂 添 加剂 防 锈剂 乳化液 半合成 全合 成 润滑 油 润 滑脂 bB F5M8c E9GFSI“ B”工艺 SPMDHFAPMHPM切削液 金属加 工液 “g2_n6V气源抽真空 最专业的 金属加 工液论 坛 切 削液 切 削油 冲压油 防锈油 清洗 剂 添加 剂 防 锈剂 乳 化液 半合成 全合成 润滑 油 润滑 脂 T,d //F0 Hd | 6]等离子工艺常规的化学清洗具有若干优势， 等离子由于使用电能催化化学反应而不是热能 , 因此提供了一个低温环境。等离子排除了由于湿式化学清洗带来的危险，并且与其它清洗方式相比的最大优势在于清洗后无废液。总之，等离子工艺是一种简单到几乎不需管理的清洗工艺。 金属加工 液论坛 wPsND1{ i1Q2Rb ,c1 蚀刻工艺 /q [s5J baR在晶片制造工艺中，使用氧等离子体去除晶片表面抗蚀剂（ photoresist ）。干式工艺唯一的缺点是等离子体区的活性粒子可能会对一些电敏感性的设备造成损害。为了解决这一问题，人们发展了几种工艺，其一是用一个法拉第装置以隔离轰击晶片表面和电子和离子；另一种方法是将清洗蚀刻对象置于活性等离子区之外。（顺流等离子清洗）蚀刻率因电压，气压以及胶的量而定，典型的刻蚀率为每分钟 1000 埃，正常需要 10 分钟时间。7 液晶显示器生产中的清洗在液晶清洗中的干式清洗，使用的活化气体是氧的等离子体，它能除去油性污垢和脏物粒子，因为氧等离子体可将有机物氧化，形成气体排出。它的唯一问题是需要在去除粒子后加入一个除静电装置清洗工艺如下研磨 --- 吹气 ---- 氧等离子体 ---- 除静电通过干式洗净工艺后的电极端子与显示器，增强了偏光板粘贴的成品率，并且电极端与导电膜间的粘附性也大大改善。 bbs.lube chemis t.org, sNP {3l _8 精密零件清洗 _iA[ A.a5G AU在经过机械加工的零件表面主要残留物为油类污染，采用 O2等离子体去除会特别有效。 bbs.lube chemis t.org四、结束语在最近的研究中人们还在提到等离子体清洗造成材料表面的溅射损伤。实际上，只要能量控制合适，轻度的表面损伤反而可以极大地增强附着力。 在某些情况下成为不可或缺的工艺， 如 用 Ar 等离子体去除一些材料表面氧化物。当然，一些工艺试验表明，采用分步工艺法进行清洗，可以把这种损伤减小到最底程度。另外，国外已经展开了对等离子体清洗残余物毒性的深入研究，相信，不久以后，等离子清洗设备和工艺就会以其在健康、环保、效益、安全等诸多方面的优势逐步取代湿法清洗工艺，特别是在精密件清洗和新半导体材料研究和集成电路器件制造业中 , 等离子清洗应用前景广阔。 我们针对等离子清洗的工艺也已经进行了一定研究和设备的研制 , 希望今后和国内外同行就干法清洗工艺方面进行有益的探讨和交流。光掩膜 mask 资料 在半导体制造的整个流程中， 其中一部分就是从版图到 wafer 制造中间的一个过程， 即光掩膜或称光罩 mask 制造。这一部分是流程衔接的关键部分，是流程中造价最高的一部分，也是限制最小线宽的瓶颈之一。光掩膜除了应用于芯片制造外，还广泛的应用与像 LCD ， PCB 等方面。常见的光掩膜的种类有四种，铬版 chrome 、干版，凸版、液体凸版。主要分两个组成部分，基板和不透光材料。基板通常是高纯度， 低反射率， 低热膨胀系数的石英玻璃。铬版的不透光层是通过溅射的方法镀在玻璃下方厚约 0.1um 的铬层。铬的硬度比玻璃略小，虽不易受损但有可能被玻璃所伤害。 应用于芯片制造的光掩膜为高敏感度的铬版。 干版涂附的乳胶， 硬度小且易吸附灰尘，不过干版还有包膜和超微颗粒干版，其中后者可以应用于芯片制造。 顺便提一下，通常讲的菲林即 film，底片或胶片的意思，感光为微小晶体颗粒 。在刻画时， 采用步进机刻画 stepper ， 其中有电子束和激光之分， 激光束直接在涂有铬层的4-9“ 玻璃板上刻画，边缘起点 5mm ，与电子束相比，其弧形更逼真，线宽与间距更小。光掩膜有掩膜原版 reticle mask ，也有称为中间掩膜， reticle 作为单位译为光栅 ， 用步进机重复将比例缩小到 master maks 上， 应用到实际曝光中的为工作掩膜 working mask ， 工作掩膜由 master mask 复制过来。以下是具体的制造流程和检测流程1，数据转换 将如 GDSII 版图格式分层，运算，格式转换为设备所知的数据形式。 这一部分会产一些具体的描述 2，图形产生 通过电子束或激光进行图形曝光。3，光阻显影 曝光多余图形，以便进行蚀刻。4，铬层刻蚀 对铬层进行刻蚀，保留图形。5，去除光阻 去除多余光刻胶。6，尺寸测量 测量关键尺寸和检测图形定位。7，初始清洗 清洗并检测作为准备。8，缺陷检测 检测针孔或残余未蚀刻尽的图形9，缺陷补偿 对缺陷进行修补。10，再次清洗 清洗为加蒙版作准备11，加附蒙版 蒙版 pellicle 加在主体之上，这防止灰尘的吸附及伤害。12，最后检查 对光掩膜作最后检测工作，以确保光罩的正确。光掩膜的基本检查大体有基板，名称，版别，图形，排列，膜层关系，伤痕，图形边缘，微小尺寸， 绝对尺寸，缺欠检查等。对于数据处理主要来自于工艺上的要求，在图形处理上有1，直接对应 光掩膜直接对应到版图的一层，如金属层。2，逻辑运算 光刻图形可能由 1 层或多层版图层逻辑运算而来。比如定义 pplus 与 nplus互补，如果只有 pplus ， nplus 将由 pplus 进行逻辑非的运算得来。在实际处理中以反转的形式实现。 不过值得注意的是， 在进行某些逻辑运算时， 图层的顺序十分重要。与反转运算结合进，运算的先后顺序也很重要。3，图形涨缩 即进行 size 操作，比如 gate 处的注入层，从 gate size 放大而来。完整的光掩膜图形中， 除了对应电路的图形外， 还包括一些辅助图形或测试图形， 常见的有游标，光刻对准图形，曝光量控制图形，测试键图形，光学对准目标图形，划片槽图形，和其他名称，版别等 LOGO。