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等離子清洗机
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等離子清洗机在半导体晶圆清洗工艺上的应用

随着半导体技术的不断发展,对工艺技术的要求越来越高,特别是对半导体圆片的表面质量要求越来越严,其主要原因是圆片表面的颗粒和金属杂质沾污会严重影响器件的质量和成品率,在目前的集成电路藏经阁影院中,由于圆片表面沾污问题,仍有50% 以上的材料被损失掉。

在半導體生産工藝中,幾乎每道工序中都需要進行清洗,圓片清洗質量的好壞對器件性能有嚴重的影響。正是由于圓片清洗是半導體制造工藝中最重要、最頻繁的工步,而且其工藝質量將直接影響到器件的成品率、性能和可靠性,所以國內外各大公司、研究機構等對清洗工藝的研究一直在不斷地進行。等離子體清洗作爲一種先進的幹式清洗技術,具有綠色環保等特點,隨著微電子藏经阁影院的迅速發展,等離子清洗机也在半導體藏经阁影院的應用越來越多。

半導體的汙染雜質和分類

半導體制造中需要一些有機物和無機物參與完成,另外,由于工藝總是在淨化室中由人的參與進行,所以半導體圓片不可避免的被各種雜質汙染。根據汙染物的來源、性質等,大致可分爲顆粒、有機物、金屬離子和氧化物四大類。

1.1 颗粒

顆粒主要是一些聚合物、光刻膠和蝕刻雜質等。這類汙染物通常主要依靠範德瓦爾斯吸引力吸附在圓片表面,影響器件光刻工序的幾何圖形的形成及電學參數。這類汙染物的去除方法主要以物理或化學的方法對顆粒進行底切,逐漸減小其與圓片表面的接觸面積,最終將其去除。

1.2 有机物

有機物雜質的來源比較廣泛,如人的皮膚油脂、細菌、機械油、真空脂、光刻膠、清洗溶劑等。這類汙染物通常在圓片表面形成有機物薄膜阻止清洗液到達圓片表面,導致圓片表面清洗不徹底,使得金屬雜質等汙染物在清洗之後仍完整的保留在圓片表面。這類汙染物的去除常常在清洗工序的第一步進行,主要使用硫酸和雙氧水等方法進行。

1.3 金属

半導體工藝中常見的金屬雜質有鐵、銅、鋁、鉻、鎢、钛、鈉、鉀、锂等,這些雜質的來源主要有:各種器皿、管道、化學試劑,以及半導體圓片加工過程中,在形成金屬互連的同時,也産生了各種金屬汙染。這類雜質的去除常采用化學方法進行,通過各種試劑和化學藥品配制的清洗液與金屬離子反應,形成金屬離子的絡合物,脫離圓片表面。

1.4 氧化物

半導體圓片暴露在含氧氣及水的環境下表面會形成自然氧化層。這層氧化薄膜不但會妨礙半導體制造的許多工步,還包含了某些金屬雜質,在一定條件下,它們會轉移到圓片中形成電學缺陷。這層氧化薄膜的去除常采用稀氫氟酸浸泡完成。

等離子清洗机在半导体晶圆清洗工艺上的应用

等离子体清洗具有工艺简单、操作方便、没有废料处理和环境污染等问题。但它不能去除碳和其它非挥发性金属或金属氧化物杂质。等離子清洗常用于光刻胶的去除工艺中,在等离子体反应系统中通入少量的氧气,在强电场作用下,使氧气产生等离子体,迅速使光刻胶氧化成为可挥发性气体状态物质被抽走。这种清洗技术在去胶工艺中具有操作方便、效率高、表面干净、无划伤、有利于确保藏经阁影院的质量等优点,而且它不用酸、碱及有机溶剂等,因此越来越受到人们重视。

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