半导体制程RCA清洗IC

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。STEP1SPM(4:1)H2SO4+H2O2(90C015min)STEP2RinseDIwater(18MΩ.cm)STEP3DHFHF(0.5%-2%)(30sec)STEP4RinseDIwater(18MΩ.cm)STEP8RinseDIwater(18MΩ.cm)STEP6RinseDIwater(18MΩ.cm)STEP5SC1(1:1:5)NH4OH+H2O2+H2O(70C010min)STEP7SC2(1:1:5)HCL+H2O2+H2O(70C010min)STEP9DRYSpinRinseProcessStartProcessStopRCA工艺流程RCA工艺———化学溶剂DIWaterH2O2H2SO4HClNH3·H2OHF化学溶剂SPMDHFAPMHPM18.2MΩ.cm30%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1.水中超声清洗：灰尘、残余物去除2.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）3.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）4.酸洗（双氧水、盐酸、水）：微粒、金属去除BHF去除氧化层（to疏水性）5.超纯水淋洗：去除离子练习工艺1清洗现场2RCA工艺———制程设备及供应商湿法工作站主要供应商ConventionalBenchSingleBatchPlugFlowMultipleBatchPlugFlowBatchSpraySingleWaferCleanerSugaiDNSTELSCPDNSCFMSteagDNSSugaiTELDNSFSIDNSSEZ干燥机主要供应商HFVaporCleanFSIRCA工艺———工作机台介绍ConventionalWetBenchRCA工艺———工作机台介绍ConventionalWetBench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SprayChemicalCleaningProcessor旋转化学清洗系统RCA工艺———工作机台介绍WaferDryTechnologyADownFlowSpinDryerBIPADryerCMarangoniDryerADownFlowSpinDryer工作原理及设备简图BIPADryer工作原理及设备简图CMarangoniDryer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1.水中超声清洗：灰尘、残余物去除2.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）3.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）4.酸洗（双氧水、盐酸、水）：微粒、金属去除BHF去除氧化层（to疏水性）5.超纯水淋洗：去除离子