硅片沾污控制课件.pptVIP

四．水 为了制造半导体，需要大量的高质量、超纯去离子水（DI Water，De-ionized Water）。我们平时使用的来自于自来水厂的生活用水含有大量的沾污而不能用于硅片生产。经过处理之后，DI Water中不允许有的沾污是：溶解离子、有机材料、颗粒、细菌、硅土和溶解氧。同时在25℃下， DI Water的电阻率要达到 18MΩ-cm（兆欧·厘米）。 * ppt课件 五.工艺用化学品 无论是液态化学品还是气体化学品，都必须不含沾污。然而，处理和传送系统有可能引入杂质，所以在靠近使用现场安置过滤器。 过滤效率是指停留在过滤器中特定尺寸以上的颗粒的百分比。对于ULSI（超大规模集成电路）工艺中使用的液体过滤器，对于 0.2微米以上颗粒的典型效率为99.9999999%。 * ppt课件 六.生产设备 用来制造半导体硅片的生产设备是硅片工厂中最大的颗粒来源。 在硅片制造过程中，硅片从片架重复地转入设备中，经过多台装置的操作，卸下返回到片架中，又被送至下一工作台。这就需要特殊的设计考虑以避免沾污。有用输送带系统和升降机来传送硅片、用封闭洁净的片架装硅片、建立一个微环境来加工硅片等等。 * ppt课件 硅片表面在经受工艺之前必须是洁净的。一旦硅片表面被沾污,沾污物必须通过清洗而排除。硅片清洗的目标是去除所有表面沾污:颗粒、有机物、金属和自然氧化层。在当今ULSI制造工艺中，据估计单个硅片的表面要湿法清洗上百次。 * ppt课件 占统治地位的硅片表面清洗方法是湿化学法。 工业标准湿法清洗工艺称为RCA清洗工艺。用在湿法清洗中的典型化学品以及它们去除的沾污列于表6.3。 * ppt课件 RCA工艺是由美国无线电公司（RCA）于20世纪六十年代提出的，首次采用是在1970年。 RCA湿法清洗由一系列有序的，浸入两种不同的化学溶液组成： 1号标准清洗液（SC-1） 2号标准清洗液（SC-2） * ppt课件 SC-1（APM，Ammonia Peroxide Mixture）： NH4OH(28%):H2O2(30%):DI=1:1:5～1:2:7 70～80?C, 10min 碱性（pH值7） 可以氧化有机膜 和金属形成络合物 缓慢溶解原始氧化层，并再氧化——可以去除颗粒 NH4OH对硅有腐蚀作用 RCA——标准清洗 OH－ OH－ OH－ OH－ OH－ OH－ * ppt课件 SC-2: HCl(73%):H2O2(30%):DI=1:1:6~1:2:8 70～80?C, 10min 酸性（pH值7） 可以将碱金属离子及Al3＋、Fe3＋和Mg2＋与SC-1溶液中形成的不溶的氢氧化物，反应成溶于水的络合物 可以进一步去除残留的重金属污染（如Au） RCA与超声波振动共同作用，可以有更好的去颗粒作用 20～50kHz 或 1MHz左右。 平行于硅片表面的声压波使粒子浸润，然后溶液扩散入界面，最后粒子完全浸润，并成为悬浮的自由粒子。 * ppt课件 表6.3 硅片湿法清洗化学品 * ppt课件 * ppt课件 沾污的类型 沾污的来源与控制 硅片的湿法清洗介绍 干法清洗方案介绍 * ppt课件 沾污（Contamination）是指半导体制造过程中引入半导体硅片的，任何危害芯片成品率及电学性能的，不希望有的物质。 沾污经常导致有缺陷的芯片，致命缺陷是导致硅片上的芯片无法通过电学测试的原因。 * ppt课件 三道防线: 1. 净化间（clean room） 2. 硅片清洗（wafer cleaning） 3. 吸杂（gettering） * ppt课件 净化间沾污分为五类 颗粒 金属杂质 有机物沾污 自然氧化层 静电释放（ESD） * ppt课件 颗粒：所有可以落在硅片表面的都称作颗粒。 颗粒来源： 空气 人体 设备 化学品 超级净化空气 风淋吹扫、无尘服、面罩、手套等 特殊设计及材料 定期清洗 超纯化学品 ，去离子水 后果：电路开路或短路，薄膜针眼或开裂，引起后续沾污。 一.颗粒沾污 * ppt课件 各种可能落在芯片表面的颗粒 * ppt课件 半导体制造中，可以接受的颗粒尺寸的粗略法则是它必须小于最小器件特征尺寸的一半。 一道工序，引入到硅片中，超过某一关键尺寸的颗粒数，用术语表征为：每步每片上的颗粒数（PWP）。 在当前生产中应用的颗粒检测装置能检测到的