第3章工艺中的气体、化试、水、环境和硅片的清洗.ppt

在美国FS 209E标准虽在2001年年终被废除，实施ISO 14644-1标准，但在中国的很多净化公司仍然在用FS 209E标准；把FS 209E标准与ISO 14644-1标准作比较。如十万级对应ISO 8级，万级对应ISO 7级，千级对应ISO 6级，百级对应ISO 5级。 * * Zeta * 深度型过滤器 出口 过滤器媒介 入口 屏蔽 适用于大约 1.5微米 以上颗粒的深度型过滤。 膜过滤器 出口 膜 入口 密封 膜过滤：聚合物薄膜或带有细小渗透孔的陶瓷作为过滤器媒质。只允许特定尺寸的物质通过。 膜过滤可以用在反渗透、微过滤和超过滤中。 对过滤器的两点要求 不会对流量产生明显的衰减 足够的效率 在ULSI中的液体过滤器，对 于0.2um以上的颗粒 典型效率是99.9999999％，称为9个9的效率。 半导体制造设备是颗粒的最大来源。为了制 造一个硅片，可能需要450多道工序。 工艺设备中各种颗粒沾污来源 剥落的副产物积累在腔壁上 自动化的硅片装卸和传送 机械操作，如旋转手柄和开关阀门 真空环境的抽取和排放 清洗和维护过程 硅片表面的颗粒数与工艺步骤数之间的函数关系 清洗 清洗 清洗 清洗 工艺步骤数 颗粒数 工作台的设计 采用适当的材料设计工作台，获得超洁净的净 化室是必要的。 颗粒释放率 穿壁式装置 生产区 Class 1 工艺设备 用户界面 硅片真空锁 分隔墙 服务夹层 Class 1,000 片架 自动化可以降低沾污，片架可以实现设备间硅片的传递 静电吸盘 真空吸盘使硅片产生变形，静电吸盘可以平坦的支撑硅片 - DC 偏压 硅盖板（接地） + - - - - - - + + + + + + + + + + + 硅片（＋电荷） 在工艺室中的离子和电子 介质材料 金属吸盘 (-电荷) 至排气 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 微环境概念 微环境室 Class 1 生产区 Class 1,000 工艺设备 SMIF 装/卸界面 HEPA 过滤器 SMIF 盒(Class 1 或更好） 微环境：硅片和净化间环境不位于同一工艺室，通过隔离，为硅片创造一个局部环境。 SMIF：标准机械接口。为了在微环境包围的工艺设备之间转移硅片，使用一个标准化的容器，密封和传递整架的硅片。这个容器与各种设备之间具有一个标准机械接口（SMIF）。 当把容器提交给一台设备时，设备中的机器人自动开启容器门，移走片架。 穿壁式装置的SMIF容器 硅片湿法清洗 湿法清洗概况 湿法清洗设备 RCA清洗的替代方案 硅片湿法清洗 RCA 清洗 1号标准清洗液 (SC-1) 2号标准清洗液 (SC-2) 改进的RCA清洗 Piranha 配比 最后的HF步骤 化学蒸气清洗 硅片清洗步骤 硅片湿法清洗化学品 1号标准清洗液 (SC-1)的配比： NH4OH/H2O2/H2O＝1：1：5~1：2：7 2号标准清洗液 (SC-2)的配比： HCl/H2O2/H2O＝ 1：1：6~1：2：8 颗粒在 SC-1中的氧化和溶解 (1) 颗粒吸附到硅上 (2) 通过 H2O2 将硅氧化帮助消散颗粒. (3) 颗粒溶解在 SC-1 溶液中. H2O2 SC-1 颗粒通过负电荷排斥面去除 (1) 颗粒吸附到硅上 (2) 通过NH4OH中的OH- 轻微侵蚀硅片表面，并从颗粒下部切入。 (3) HO- 在硅片表面和颗粒上积累负电荷，将颗粒排斥开。 OH- 改进的RCA清洗 传统的RCA清洗： 使用大量的化学试剂和去离子水 改进的RCA清洗： NH4OH/H2O2/H2O＝1：4：50 典型的硅片湿法清洗顺序 湿法清洗设备 兆声 喷雾清洗 刷洗器 水清洗 溢流清洗器 排空清洗 喷射清洗 加热去离子水清洗 硅片甩干 旋转式甩干机 异丙醇蒸气干燥 兆声清洗 非声发射器 声能 载能溶液 至电控模块 用于硅片清洗的喷射设备设计 转轴 喷嘴 固定外壳 硅片刷洗器 硅片运动 喷嘴 转动刷 清洗溶液或去离子水清洗 溢流清洗器 DI 水 泄漏口 氮气 溢流 用 N2 鼓泡器单级溢流 DI 水 泄漏口 双级溢流 　排空清洗 注水入口 喷水入口 泄漏口 存水门 装有硅片的舟 RCA清洗的替代方案 干法清洗（主要用于集成设备） 等离子体基干法清洗 螯合剂（结合并去除金属离子） 臭氧（纯水中加入臭氧，去除细菌、Cu、Ag） 低温喷雾清洗 思考题 半导体制造中所用的水叫做“去离子水”， 需要进行多级净化，我们生活中也有净化 水，你知道是如何净化的么？ 作业 1.列举