清洗液在芯片制造过程中的应用

1毕业设计清洗液在芯片制造过程中的应用系电子信息工程系专业微电子技术姓名班级微电学号1010336指导教师颖职称导师设计时间2012.9.15－2013.1.4江苏信息职业技术学院毕业设计2目录摘要...................................................................................................................................................1第一章引言...................................................................................................................................41.1课题背景............................................................................................................................41.2课题意义............................................................................................................................6第二章清洗原理.........................................................................................................................72.1清洗的基本原理.................................................................................................................72.2去除颗粒和玷污的机理....................................................................................................72.3去除颗粒.............................................................................................错误!未定义书签。2.4去除金属杂质....................................................................................................................92.5目前公司主要的清洗设备...............................................................................................10第三章半导体硅片RCA清洗技术...........................................................................................113.1RCA清洗法的发展.......................................................................................................113.2RCA清洗技术具体工艺...............................................................................................11第四章目前主要的清洗液.........................................................................................................134.1主要清洗液......................................................................................................................13第五章总结...................................................................................................................................15致谢.................................................................................................................................................16参考文献.........................................................................................................................................17清洗液在芯片制造过程的应用3摘要本文主要介绍清洗液在芯片制作过程中的应用。主要清洗液包括APM(SC-1)（一号液）（NH4OH∶H2O2∶H2O），HPM(SC-2)（二号液）（HCl∶H2O2∶H2O），SPM（三号液）（H2SO4∶H2O2∶H2O），DHF(HF(H2O2)∶H2O）。以及目前主要清洗液的分类以及组成成分，使用时注意事项以及去除各种污染物的方法，相关问题本文将做进一步解释。半导体硅片RCA清洗技术工艺的发展。关键词：清洗液；污染杂质；；清洗的设备仪器江苏信息职业技术学院毕业设计4第一章引言1.1课题背景中国是世界上增长最快的半导体市场，目前中国市场占全球市场约15%。据市场调研机构预测，中国在2008年前将成为全球最大的半导体市场，市场份额约占全球市场25%。自1958年美国德克萨斯仪器公司(TI)发明集成电路（IC）后，随着硅平面技术的发展，二十世纪六十年代先后发明了双极型和MOS型两种重要的集成电路，它标志着由电子管和晶体管制造电子整机的时代发生了量和质的飞跃，创造了一个前所未有的具有极强渗透力和旺盛生命力的新兴产业集成电路产业。回顾集成电路的发展历程，我们可以看到，自发明集成电路至今40多年以来，从电路集成到系统集成这句话是对IC产品从小规模集成电路（SSI）到今天特大规模集成电路（ULSI）发展过程的最好总结，即整个集成电路产品的发展经历了从传统的板上系统（System-on-board）到片上系统（System-on-a-chip）的过程。在这历史过程中，世界IC产业为适应技术的发展和市场的需求，其产业结构经历了三次变革。第一次变革：以加工制造为主导的IC产业发展的初级阶段。70年代，集成电路的主流产品是微处理器、存储器以及标准通用逻辑电路。这一时期IC制造商（IDM）在IC市场中充当主要角色，IC设计只作为附属部门而存在。这时的IC设计和半导体工艺密切相关。IC设计主要以人工为主，CAD系统仅作为数据处理和图形编程之用。IC产业仅处在以生产为导向的初级阶段。第二次变革：Foundry公司与IC设计公司的崛起。80年代，集成电路的主流产品为微处理器（MPU）、微控制器（MCU）及专用IC（ASIC）。这时，无生产线的IC设计公司（Fabless）与标准工艺加工线（Foundry）相结合的方式开始成为集成电路产业发展的新模式。随着微处理器和PC机的广泛应用和普及（特别是在通信、工业控制、消费电子等领域），IC产业已开始进入以客户为导向的阶段。一方面标准化功能的IC已难以满足整机客户对系统成本、可靠性等要求，同时整机客户则要求不断增加IC的集成度，提高保密性，减小芯片面积使系统的体积缩小，降低成本，提高产品的性能价格比，从而增强产品的竞争力，得到更多的市场份额和清洗液在芯片制造过程的应用5更丰厚的利润；另一方面，由于IC微细加工技术的进步，软件的硬件化已成为可能，为了改善系统的速度和简化程序，故各种硬件结构的ASIC如门阵列、可编程逻辑器件（包括FPGA）、标准单元、全定制电路等应运而生，其比例在整个IC销售额中1982年已占12％；其三是随着EDA工具（电子设计自动化工具）的发展，PCB设计方法引入IC设计之中，如库的概念、工艺模拟参数及其仿真概念等，设计开始进入抽象化阶段，使设计过程可以独立于生产工艺而存在。有远见的整机厂商和创业者包括风险投资基金（VC）看到ASIC的市场和发展前景，纷纷开始成立专业设计公司和IC设计部门，一种无生产线的集成电路设计公司（Fabless）或设计部门纷纷建立起来并得到迅速的发展。同时也带动了标准工艺加工线（Foundry）的崛起。全球第一个Foundry工厂是1987年成立的台湾积体电路公司，它的创始人张忠谋也被誉为晶芯片加工之父。第三次变革：四业分离的IC产业90年代，随着INTERNET的兴起，IC产业跨入以竞争为导向的高级阶段，国际竞争由原来的资源竞争、价格竞争转向人才知识竞争、密集资本竞争。以DRAM为中心来扩大设备投资的竞争方式已成为过去。如1990年，美国以Intel为代表，为抗争日本跃居世界半导体榜首之威胁，主动放弃DRAM市场，大搞CPU，对半导体工业作了重大结构调整，又重新夺回了世界半导体霸主地位。这使人们认识到，越来越庞大的集成电路产业体系并不有利于整个IC产业发展，分才能精，整合才成优势。于是，IC产业结构向高度专业化转化成为一种趋势，开始形成了设计业、制造业、封装业、测试业独立成行的局面（如下图所示），近年来，全球IC产业的发展越来越显示出这种结构的优势。如台湾IC业正是由于以中小企业为主，比较好地形成了高度分工的产业结构，故自1996年，受亚洲经济危机的波及，全球半导体产业出现生产过剩、效益下滑，而IC设计业却获得持续的增长。特别是96、97、98年持续三年的DRAM的跌价、MPU的下滑，世界半导体工业的增长速度已远达不到从前17％的增长值，若再依靠高投入提升技术，追求大尺寸硅片、追求微细加工，从大生产中来降低成本，推动其增长，将难以为继。而IC设计企业更接近市场和了解市场，通过创新开发出高附加值的产品，直接推动着电子系统的更新换代；同时，在创新中获取利润，在快速、协调发展的基础上积累资本，带动半导体设备的更新和新的投入；IC设计业作为集成电路产业的龙头，为整个集成电路产业的增长注入了新的动力和活力。目前近5成公司采用0.13μm及以下工艺技术研发数字芯片，一部分公司开始向90nm转移，还有少数企业设计能力已达到65nm工艺水平。江苏信息职业技术学院毕业设计61.2课题意义在半导体材料的制备过程中，每一道工序都涉及到清洗，而且清洗的好坏直接影响下一道工序，甚至影响器件的成品率和可靠性。由于ULSI集成度的迅速提高和器件尺寸的减小，对于晶片表面沾污的要求更加严格，ULSI工艺要求在提供的衬底片上吸附物不多于500个/m2×0.12um，金属污染小于1010atom/cm2。晶片生产中每一道工序存在的潜在污染，都可导致缺陷的产生和器件的失效。半导体对杂质极为敏感，百万分之一甚至十亿分之一的微量杂质，就对半导体的物理性质产生影响，微量的有害杂质可由各种随机的原因进入器件，从而破坏半导体器件的正常性能。为了清除随机污染建立了特殊的半导体工艺--清洗工艺。因此，硅片的清洗引起