液晶清洗过程.doc

LCD洗净工艺Inline PR 工艺技术1－洗净1第一章 基板洗净技术一、污染物的分类二、洗净工艺的发展三、各种洗净方式原理四、**生产线线的洗净装置五 **生产线建线时实验数据与工艺条件的确定六、**生产线洗净装置洗净能力实验七、**生产线的洗净装置简介八、未来的液晶与半导体可能采用的洗净工艺TFT 液晶制程以及半导体IC 制程主要以二十世纪五十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,由于集成电路内各组件及连线相当微细，因此制造过程中，如果遭到尘粒、金属的污染，很容易造成内部电路功能的损坏，形成短路或断路等，导致几何特征发生改变，或者电器特性发生不良变化。因此在制作过程中除了要排除外界的污染源外，集成电路制造步骤本身也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基板表面特性及电特性的前提下，有效地使用化学溶液、气体或光照等手段清除残留在基板上的微尘、金属离子及有机物等杂质 。一． 污染物杂质分类液晶与半导体IC制程是在人的参与下在净化室中进行，基板制程的每一个步骤，包括沉积（溅射）、蚀刻、去光阻、氧化等，都是造成基板表面污染的来源，因而需要反复的清洗。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（Particle）颗粒主要是一些聚合物、光致抗蚀剂和蚀刻杂质等。通常颗粒粘附在基板表面，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，粘附力表现出多样化，如范德瓦尔斯吸引力（Van der waals force）、电偶极力（Electrostatic force）、毛细力（Capillary force）、化学键合力（Chemical bond）以及表面地形力（Surface topographyforce）等，但是最主要的还是范德瓦尔斯力，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，逐渐减小颗粒与基板表面的接触面积，最终将其去除。2．有机物有机物杂质以多种形式存在，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，通常在基板表面形成有机物薄膜阻止清洗液到达基板表面，并且造成光刻胶与基板的浸润性变差。因此有机物的去除常常在清洗工序的第一步进行。Inline PR 工艺技术1－洗净23. 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，然后通过蚀刻产生互连线。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（自然氧化层）。硅晶圆经过SC-1（NH4OH-H2O2 溶液）和SC-2（HCl-H2O2 溶液）溶液清洗或者是UV/O3照射后，由于双氧水（O3）的强氧化力，在晶圆表面上会生成一层化学氧化层。为了确保栅极氧化层的品质，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。表1.1 各污染源对金属组件的可能影响污染物分类 微粒 金属 有机物 自然氧化物 表面微粗糙可能污染源 基台、环境、水气、化学品、操作人员等基台、环境、水气、化学品、蚀刻基台、环境、化学品、光抗、建筑物油漆涂料挥发化学品、环境、水、气体化学品、晶圆原材料、洗净液对电子组件的影响低氧化层崩溃电压、针孔、不良、短路、断路低氧化层崩溃电压、接合界面漏电流、起始电压漂移膜密着不良、洗净不良、刻蚀不良（不完全）低栅极品质、高接触电阻、不良金属硅化物低氧化层崩溃电压、低载流子迁移率二、洗净工艺的发展由于液晶产业发展至今仍只有区区数年，而其洗净工艺与原理与半导体产业有共通之处，下面以半导体产业的洗净工艺为主，结合液晶的洗净来简述洗净工艺的发展。基板或者晶圆表面的清洗技术主要可分为干式清洗和湿式清洗两种。湿式清洗分为物理清洗和化学清洗。化学清洗即目前半导体工艺中最常用的RCA法，物理清洗一般有如下几种：擦洗（Scrubbing）、高压喷淋（Spray/jet）、超声波（Ultrasonic）、百万超声波（Mega sonic）、二流体喷淋以及全部室温湿式清洗(Total room temp