等離子清洗機在半導體晶圓清洗工藝上的應用

隨著半導體(ti) 技術的不斷發展,對工藝技術的要求越來越高,特別是對半導體(ti) 圓片的表麵質量要求越來越嚴(yan) ,其主要原因是圓片表麵的顆粒和金屬雜質沾汙會(hui) 嚴(yan) 重影響器件的質量和成品率,在目前的集成電路生產(chan) 中,由於(yu) 圓片表麵沾汙問題,仍有50% 以上的材料被損失掉。

在半導體(ti) 生產(chan) 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(yan) 重的影響。正是由於(yu) 圓片清洗是半導體(ti) 製造工藝中最重要、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(nei) 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(ti) 清洗作為(wei) 一種先進的幹式清洗技術，具有綠色環保等特點，隨著微電子行業(ye) 的迅速發展，等離子清洗機也在半導體(ti) 行業(ye) 的應用越來越多。

半導體(ti) 的汙染雜質和分類

半導體(ti) 製造中需要一些有機物和無機物參與(yu) 完成,另外,由於(yu) 工藝總是在淨化室中由人的參與(yu) 進行,所以半導體(ti) 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,大致可分為(wei) 顆粒、有機物、金屬離子和氧化物四大類。

半導體(ti) 等離子刻蝕機

1.1 金屬

半導體(ti) 工藝中常見的金屬雜質有鐵、銅、鋁、鉻、鎢、鈦、鈉、鉀、鋰等,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(ti) 圓片加工過程中,在形成金屬互連的同時,也產(chan) 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製的清洗液與(yu) 金屬離子反應,形成金屬離子的絡合物,脫離圓片表麵。

1.2 氧化物

半導體(ti) 圓片暴露在含氧氣及水的環境下表麵會(hui) 形成自然氧化層。這層氧化薄膜不但會(hui) 妨礙半導體(ti) 製造的許多工步,還包含了某些金屬雜質,在一定條件下,它們(men) 會(hui) 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。

1.3 顆粒

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麵,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(yu) 圓片表麵的接觸麵積,最終將其去除。

1.4 有機物

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麵形成有機物薄膜阻止清洗液到達圓片表麵,導致圓片表麵清洗不徹底,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麵。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。

等離子清洗機在半導體(ti) 晶圓清洗工藝上的應用等離子體(ti) 清洗具有工藝簡單、操作方便、沒有廢料處理和環境汙染等問題。但它不能去除碳和其它非揮發性金屬或金屬氧化物雜質。等離子清洗常用於(yu) 光刻膠的去除工藝中,在等離子體(ti) 反應係統中通入少量的氧氣,在強電場作用下,使氧氣產(chan) 生等離子體(ti) ,迅速使光刻膠氧化成為(wei) 可揮發性氣體(ti) 狀態物質被抽走。這種清洗技術在去膠工藝中具有操作方便、效率高、表麵幹淨、無劃傷(shang) 、有利於(yu) 確保產(chan) 品的質量等優(you) 點,而且它不用酸、堿及有機溶劑等,因此越來越受到人們(men) 重視。

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