微電子工藝基礎(chǔ)污染控制和芯片制造基本工藝(編輯修改稿)
2025-01-19 14:28 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 要求 其純度由成分來表示 在制造工廠中 ， 用于刻蝕和清洗晶圓和設(shè)備的酸 、 堿 、溶劑必需是最高純度的 。 化學(xué)品的主要污染是移動的金屬離子 ， 通常須限制為百萬分之一 （ PPM） 級或更低 。 （ 2） 工藝化學(xué)品的污染 涉及的污染物有金屬離子微粒和其它化學(xué)品。 第 3章 污染控制、芯片制造基本工藝概述 二、潔凈室的建設(shè) 34 微電子工藝基礎(chǔ) 35 第 3章 污染控制、芯片制造基本工藝概述 二、潔凈室的建設(shè) 潔凈室要素 人員產(chǎn)生的污染 （ ****） 工藝用水 （ ****） 工藝化學(xué)品 化學(xué)氣體 設(shè)備 潔凈室的物質(zhì)和供給 35 微電子工藝基礎(chǔ) 36 化學(xué)氣 體 （ 1） 化學(xué)氣 體的必要性 除了許多濕 （ 液體 ） 化學(xué)品工藝制程 ， 半導(dǎo)體晶圓還要 使用許多氣體來加工 。 這些氣體有從空氣中分離出來的 如氧氣 、 氮氣和氫氣 ， 還有特制的氣體如砷烷和四氯化碳 。 ① 純度 （ 使用成分數(shù) ） ② 水汽含量 （ 當(dāng)有氧氣和水分存在時很容易氧化 ， 上限 35ppm） ③ 微粒 ④ 金屬離子 第 3章 污染控制、芯片制造基本工藝概述 二、潔凈室的建設(shè) （ 2）氣體質(zhì)量的 4項指標(biāo) 36 微電子工藝基礎(chǔ) 37 第 3章 污染控制、芯片制造基本工藝概述 二、潔凈室的建設(shè) 潔凈室要素 人員產(chǎn)生的污染 （ **） 工藝用水 （ **） 工藝化學(xué)品 化學(xué)氣體 設(shè)備 潔凈室的物質(zhì)和供給 37 微電子工藝基礎(chǔ) 38 設(shè)備 到二十世紀九十年代為止 ， 設(shè)備引發(fā)的微粒升至所有污染源的 75%至 90%， 但這并不意味機械設(shè)備變得越來越臟 。由于對空氣 、 化學(xué)品與生產(chǎn)人員污染的控制越來越先進 ，使得設(shè)備變?yōu)槲廴究刂频慕裹c 。 第 3章 污染控制、芯片制造基本工藝概述 二、潔凈室的建設(shè) 38 微電子工藝基礎(chǔ) 39 第 3章 污染控制、芯片制造基本工藝概述 一 、 芯片制造中的污染源 二 、 潔凈室的建設(shè) 三 、 硅片清洗 （ *****） 四 、 芯片制造基本工藝概述 五 、 工藝良品率 39 微電子工藝基礎(chǔ) 40 第 3章 污染控制、芯片制造基本工藝概述 三 、 硅片清洗 概述 清洗工藝設(shè)計 清洗策略 其它清洗方式 硅片烘干 40 微電子工藝基礎(chǔ) 41 第 3章 污染控制、芯片制造基本工藝概述 概述 A 顆粒 B 有機殘余物 C 無機殘余物 D 需要去除的氧化層 （ 2） 硅片表面的污染物類型 （ 1） 簡介 潔凈的晶片是芯片生產(chǎn)全過程中的基本要求 ，但并不是在每個高溫下的操作前都必須進行 。一般說來 ， 全部工藝過程中的高達 20%的步驟為晶片清洗 。 三、硅片清洗 41 微電子工藝基礎(chǔ) 42 概述 （ 3） 硅片清洗的前提要求 通常來說 ， 一個晶片清洗的工藝或一系列的工藝 ， 必須在去除晶片表面全部污染物 （ 上述類型 ） 的同時 ， 不會刻蝕或損害晶片表面 。 它在生產(chǎn)配制上是安全的 、 經(jīng)濟的 ， 是為業(yè)內(nèi)可接受的 。 第 3章 污染控制、芯片制造基本工藝概述 三、硅片清洗 42 微電子工藝基礎(chǔ) 43 概述 清洗工藝設(shè)計 清洗策略 其它清洗方式 硅片烘干 第 3章 污染控制、芯片制造基本工藝概述 三、硅片清洗 43 微電子工藝基礎(chǔ) 44 清洗工藝設(shè)計 （ 1） 前線 （ FEOL） 清洗 —特指那些形成有源電性部件之前的生產(chǎn)步驟 （ 2）后線（ BEOL）清洗 關(guān)鍵問題 ： ① 表面粗糙度 （ ） ② 硅片表面的電性條件 （ 例如器件表面的金屬離子污染物改變電性特征 ） ③ 不要破壞柵區(qū)域 （ 柵區(qū)暴露在外 ， 柵氧很薄易受破壞應(yīng)保持柵氧的完整性 ） 除了顆粒問題和金屬離子的問題 ， 通常的問題是陰離子 、 多晶硅柵的完整性 、 接觸電阻 、過孔的清潔程度等 。 關(guān)鍵問題： 第 3章 污染控制、芯片制造基本工藝概述 三、硅片清洗 44 微電子工藝基礎(chǔ) 2023年 1月 45 清洗工藝設(shè)計 （ 3） 典型的清洗工藝 根據(jù)是否用 HF酸結(jié)尾分類： ① HF結(jié)尾的 ② 非 HF結(jié)尾的 第 3章 污染控制、芯片制造基本工藝概述 三、硅片清洗 45 微電子工藝基礎(chǔ) 46 清洗工藝設(shè)計 （ 3） 典型的清洗工藝 比較： ① HF結(jié)尾的 表面憎水性 ， 不容易被烘干而易留水印 。但這樣的表面由于氫的表面鈍化作用而異常穩(wěn)定 。 ② 非 HF結(jié)尾的 表面親水性 ， 可以被烘干而不留任何水印 ， 同時還會生成 （ 在清洗過程中形成 ） 一層薄的氧化膜從而對其產(chǎn)生保護作用 ， 通常用于氧化前的清洗 。 ③ 對于 HF結(jié)尾或非 HF結(jié)尾的工藝的選擇 ， 取決于晶片表面正在制造的器件的敏感度和通常的對清潔程度的要求 。 第 3章 污染控制、芯片制造基本工藝概述 三、硅片清洗 46 微電子工藝基礎(chǔ) 47 （ 3） 典型的清洗工藝 典型的非 HF酸結(jié)尾的清洗工藝： ② 通常的化學(xué)清洗（例如硫酸 /氫氣 /氧氣） ③ 氧化物去除 ④ 有機污染物和金屬的去除（ SC1） ⑤ 堿金屬和氫氧化物的去除 （ SC2） ① 顆粒去除 （ 機械的 ） ⑦ 硅片烘干 ⑥ 水清洗步驟 清洗工藝設(shè)計 第 3章 污染控制、芯片制造基本工藝概述 三、硅片清洗 47 微電子工藝基礎(chǔ) 48 概述 清洗工藝設(shè)計 清洗策略 其它清洗方式 硅片烘干 第 3章 污染控
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