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2019-05-17

半导体IC清洗技术(一)

发布者:中国电子科技集团公司第四十五研究所 ; 福德正神:487

半导体IC清洗技术(一)


文章关键词导读:半导体、IC清洗、PCBA线路板清洗、湿法清洗、干法清洗


一、前言

半导体IC制程主要以20世纪50年代以后发明的四项基础工艺(离子注入、扩散、外延生长及光刻)为基础逐渐发展起来,由于集成电路内各元件及连线相当微细,因此制造过程中,如果遭到尘粒、金属的污染,很容易造成晶片内电路功能的损坏,形成短路或断路等,导致集成电路的失效以及影响几何特征的形成。因此在制作过程中除了要排除外界的污染源外,集成电路制造步骤如高温扩散、离子植入前等均需要进行湿法清洗或干法清洗工作。干、湿法清洗工作是在不破坏晶圆表面特性及电特性的前提下,有效地使用化学溶液或气体清除残留在晶圆上之微尘、金属离子及有机物之杂质。


二、污染物杂质的分类

IC制程中需要一些有机物和无机物参与完成,另外,制作过程总是在人的参与下在净化室中进行,这样就不可避免的产生各种环境对硅片污染的情况发生。根据污染物发生的情况,大致可将污染物分为颗粒、有机物、金属污染物及氧化物。


1.颗粒

颗粒主要是一些聚合物、光致抗蚀剂和蚀刻杂质等。通常颗粒粘附在硅表面,影响下一工序几何特征的形成及电特性。根据颗粒与表面的粘附情况分析,其粘附力虽然表现出多样化,但主要是范德瓦尔斯吸引力,所以对颗粒的去除方法主要以物理或化学的方法对颗粒进行底切,逐渐减小颗粒与硅表面的接触面积,最终将其去除。


2.有机物

有机物杂质在IC制程中以多种形式存在,如人的皮肤油脂、净化室空气、机械油、硅树脂真空脂、光致抗蚀剂、清洗溶剂等。每种污染物对IC 制程都有不同程度的影响,通常在晶片表面形成有机物薄膜阻止清洗液到达晶片表面。因此有机物的去除常常在清洗工序的第一步进行。


3.金属污染物

IC电路制造过程中采用金属互连材料将各个独立的器件连接起来,首先采用光刻、蚀刻的方法在绝缘层上制作接触窗口,再利用蒸发、溅射或化学汽相沉积(CVD)形成金属互连膜,如Al-Si,Cu等,通过蚀刻产生互连线,然后对沉积介质层进行化学机械抛光(CMP)。这个过程对IC制程也是一个潜在的污染过程,在形成金属互连的同时,也产生各种金属污染。必须采取相应的措施去除金属污染物。


4.原生氧化物及化学氧化物

硅原子非常容易在含氧气及水的环境下氧化形成氧化层,称为原生氧化层。硅晶圆经过SC-1和SC-2溶液清洗后,由于双氧水的强氧化力,在晶圆表面上会生成一层化学氧化层。为了确保闸极氧化层的品质,此表面氧化层必须在晶圆清洗过后加以去除。另外,在IC制程中采用化学汽相沉积法(CVD)沉积的氮化硅、二氧化硅等氧化物也要在相应的清洗过程中有选择的去除。


文章来源:中国电子科技集团公司第四十五研究所,以上就是半导体IC清洗技术的相关介绍


【阅读提示】

以上为合明科技在工业清洗方面的经验的累积,我们是国内自主掌握核心水基清洗技术的先创品牌,在水基清洗、环保清洗方面有着丰富的经验,也成为了IPC清洗标准主席单位。但是因为工业清洗问题内容广泛,没办法面面俱到,本文只对常见问题作分析,随着电子产业的不断更新换代,新的工艺问题也不断出现,本公司自成立以来不断追求产品的创新,做到与时俱进,熟悉各种生产复杂工艺,力争能为客户提供全方位的工业清洗解决方案。

 

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