半导体制程RCA清洗IC.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,RCA,清洗技术,工艺,1,清洗现场,2,清洗工艺介绍,1.,化学清洗、晶圆清洗,是什么,2,.,晶圆清洗的重要性,3,.,晶圆清洗的研究内容,4,.,晶圆清洗中的化学原料及作用,5,.,晶圆清洗的,RCA,工艺,1.,化学清洗是什么,化学清洗是利用各种化学试剂和有机溶剂清除附着在物体表面上的杂质的方法。在半导体行业，化学清洗是指清除吸附在半导体、金属材料以及用具表面上的各种有害杂质或油污的工艺过程。,晶圆清洗,晶圆清洗是以整个批次或单一晶圆，藉由化学品的浸泡或喷洒来去除脏污，并用超纯水来洗涤杂质，主要是清除晶片表面所有的污染物，如微尘粒（,Particle,）、有机物（,Organic,）、无机物、金属离子（,Metal_Ions,）等杂质,2,.,晶圆清洗的重要性,在超大型集成电路（,ULSI,）制程中，晶圆清洗技术及洁净度，是影响晶圆制程,良率,、,品质,及,可靠度,最重要的因素之一。据统计，在标准的,IC,制造工艺中，仅涉及晶圆清洗和表面预处理的工艺步骤就有,100,步,之多，可以说晶圆清洗的好坏直接制约了,IC,加工的水平。,3,.,晶圆清洗的研究内容,杂质污染物的来源与类型分析,杂质污染物对器件性能的影响,清洗剂及其清除杂质的作用原理及清洗方法,物体表面污染物测定、洁净度的检查方法,清洗设备的改进、维护及自动化,化学试剂在清洗过程中对人体的影响,清洗工艺的安全操作问题,4,.,晶圆清洗中的化学原料及作用,污染,可能污染源,微粒,机台、环境、水汽、化学品、容器,金属,机台、环境、水汽、化学品、容器、离子植入、蚀刻,有机物,光阻残留、容器、化学品、建筑物油漆涂料挥发,自然氧化物,化学品、环境、水、气体,4,.,晶圆清洗中的化学原料及作用,SC-2,也可以,5,.,晶圆清洗的,RCA,工艺,RCA,清洗法是用于晶圆清洗的第一种工艺方法，也是目前工业界最为广泛采用的工艺方法。该方法由,RCA,公司的,Kern,和,Puotinen,在,1965,年发明，,1970,年发布。,RCA,工艺流程,RCA,工艺,化学溶剂,DI Water,H,2,O,2,H,2,SO,4,HCl,NH,3,H,2,O,HF,化学溶剂,SPM,DHF,APM,HPM,18.2M.cm,30%,96%,37%,29%,0.5-2%,RCA,工艺,微粒去除机制,氧化去除,微粒在氧化剂中被氧化,溶于酸碱去除,电离去除,离子电性排斥去除,超声波去除,RCA,工艺,微粒去除机制,改进的,RCA,清洗,水中超声清洗：灰尘、残余物去除,浓硫酸、浓硫酸,+,双氧水：表面污染（有机物、重金属、微粒）,BHF,去除氧化层（,to,疏水性）,碱洗（双氧水、氨水、水）：颗粒、有机物去除,BHF,去除氧化层（,to,疏水性）,酸洗（双氧水、盐酸、水）：微粒、金属去除,BHF,去除氧化层（,to,疏水性）,超纯水淋洗：去除离子,练习,工艺,1,清洗现场,2,RCA,工艺,制程设备及供应商,湿法工作站,主要供应商,Conventional Bench,Single Batch Plug Flow,Multiple Batch Plug Flow,Batch Spray,Single Wafer Cleaner,Sugai DNS TEL SCP,DNS CFM Steag,DNS Sugai TEL,DNS FSI,DNS SEZ,干燥机,主要供应商,HF Vapor Clean,FSI,RCA,工艺,工作机台介绍,Conventional Wet Bench,RCA,工艺,工作机台介绍,Conventional Wet Bench,设备组成：,中央控制系统及晶圆输入端,串联式化学酸槽、碱槽及洗涤槽,检测系统，包括流量监测，温度检测，酸槽化,学浓度校准,旋转、干燥设备,RCA,工艺,工作机台介绍,Spray Chemical Cleaning Processor,旋转化学清洗系统,RCA,工艺,工作机台介绍,Wafer Dry Technology,A,Down Flow Spin Dryer,B,IPA Dryer,C,Marangoni Dryer,A,Down Flow Spin Dryer工作原理及设备简图,B,IPA Dryer,工作原理及设备简图,C,Marangoni Dryer,工作原理及设备简图,第一部分小结：,晶圆清洗的目的、意义。,RCA,标准工艺方法。,RCA,工艺的常规机台原理及功能。,清洗现场操作过程,氢氟酸,专用烧杯,光阻、刻蚀,专用提把,清洗区,专用提把,液面高度,测量棒,专用吸笔,废弃物,丢弃箱,泄露紧急按钮,急救药品布置,聚氯乙烯,防护服,防酸手套,聚氯乙烯,围裙,天然橡胶,高筒靴,1,.,感性认识,常规化学清洗台的操作,样机图片,1,.,感性认识,常规化学清洗台的操作,1,.,感性认识,常规化学清洗台的操作,1,.,感性认识,常规化学清洗台的操作机台启动,压力表,启动开关,定时,1,.,感性认识,常规化学清洗台的操作,温度设定,1,.,感性认识,常规化学清洗台的操作,酸槽盖板打开,酸槽盖板放置,化学石英槽,1,.,感性认识,常规化学清洗台的操作,晶圆处理,晶圆、晶舟,1,.,感性认识,常规化学清洗台的操作,清洗开始,晶圆转移,1,.,感性认识,常规化学清洗台的操作,时间设定,化学清洗完成,1,.,感性认识,常规化学清洗台的操作,晶舟放入冲洗槽,取出架托,1,.,感性认识,常规化学清洗台的操作,关闭清洗槽盖板,开始清洗,1,.,感性认识,常规化学清洗台的操作,旋转脱水,晶舟移入,旋转脱水,1,.,感性认识,常规化学清洗台的操作,脱水结束,晶圆放入晶圆盒,1,.,感性认识,常规化学清洗台的操作,系统关闭及清理,关闭系统,1,.,感性认识,常规化学清洗台的操作,冲洗化学槽、清洗槽,工作台清理,1,.,感性认识,常规化学清洗台的操作,工作台清理,1,.,感性认识,常规化学清洗台的操作,物品归位,实验室常用的改进的,RCA,清洗工艺,水中超声清洗：灰尘、残余物去除,浓硫酸、浓硫酸,+,双氧水：表面污染（有机物、重金属、微粒）,BHF,去除氧化层（,to,疏水性）,碱洗（双氧水、氨水、水）：颗粒、有机物去除,BHF,去除氧化层（,to,疏水性）,酸洗（双氧水、盐酸、水）：微粒、金属去除,BHF,去除氧化层（,to,疏水性）,超纯水淋洗：去除离子,