臭氧在半導(dǎo)體晶片清洗工藝中的應(yīng)用

近年來，在半導(dǎo)體工業(yè)中，逐漸確立了將臭氧運用于晶圓清洗工藝中，這主要是利用了臭氧在水相中氧化有機污染物和金屬污染物的性能。

臭氧在半導(dǎo)體工業(yè)中的應(yīng)用主要包括了：

• 濕法清洗 
• 干法清洗
• CVD化學(xué)氣相沉積
• 疏水性
• TEOS正硅酸乙酯

臭氧在半導(dǎo)體工業(yè)清洗中的應(yīng)用

1. 晶片生產(chǎn)過程

晶片是晶體的薄片，由純硅（=硅）生長而成，用于生產(chǎn)電子元件，例如集成電路（IC）。硅本身不導(dǎo)電，必須將其他離子引入其基質(zhì)以使其導(dǎo)電（離子注入）。晶體結(jié)構(gòu)的這些變化以復(fù)雜的幾何圖案進行，以實現(xiàn)所需的導(dǎo)電性能。上圖顯示了晶片生產(chǎn)的簡易過程。

①氧化：

在硅晶片（SiO2）的表面上產(chǎn)生氧化層。該二氧化硅層是表面上的隔離層。它通常在含有氧氣，水蒸氣或其他氧化劑（O2，O3，H2O2）的環(huán)境中生長。

離子污染：來自人類，溶劑

②光刻：

在光刻工藝中，產(chǎn)生所需電性能的幾何圖案被轉(zhuǎn)移到晶片的表面。

a)晶片已涂有光刻膠，它可以作為一種薄膜使用，其作用類似于照相機中的照相膠卷?？梢酝ㄟ^使用掩模在光刻膠中顯影圖像。通過光掩模，晶片使用紫外線輻射曝光。輻射會改變其化學(xué)鍵，使其在已曝光的地方（正性光刻膠）更易溶解。

b)在光刻膠顯影并去除后，正像保留在光刻膠中的晶片上。

③蝕刻和離子注入：

在此工藝步驟中，蝕刻劑（氣體或液體）會去除不受光刻膠保護的二氧化硅。離子被植入未保護的二氧化硅中。隨著離子的注入，表面的結(jié)構(gòu)將改變。

④光刻膠剝離：

去除光刻膠。由于幾何圖案非常復(fù)雜，因此可能需要多次遍歷該序列才能獲得所需的結(jié)構(gòu)。

每個晶片的處理步驟都是潛在的污染源。因此，晶圓的清洗必須在每個加工步驟之后進行，因此是制造過程中最經(jīng)常重復(fù)的步驟。

2. 晶片清洗

①晶片污染物介紹

有效的晶片清洗是將所有影響元件功能或可靠性的污染物去除。可能的污染物可以分為以下幾類：

a)顆粒：主要來自周圍環(huán)境和人類（皮膚，頭發(fā)，衣服），但溶劑和移動的零件也可以作為顆粒源。

b)有機雜質(zhì)：例如沒有完全去除光刻膠或溶劑

c)原子污染：來自溶劑或機器的金屬元素膜

由于晶片的處理步驟都有特定類型的污染物，因此對晶片的清洗往往需要幾個清洗步驟才能去除晶體上的所有污染物。

②晶片清洗的方法介紹

現(xiàn)有的清洗方法可以分為濕法清洗和干法清洗。

濕法清洗過程使用溶劑，酸，表面活性劑和去離子（DI）水的組合來噴射和溶解表面上的污染物。每次使用化學(xué)藥品后，用去離子水沖洗。晶片表面的氧化有時會整合到清洗步驟中。常見的濕法清洗有：RCA清洗，IMEC清洗法，單晶片清洗，稀釋化學(xué)法等。

干法清洗（也稱為氣相清洗）基于激發(fā)能，例如等離子體，輻射或熱激發(fā)。

這些清洗方法對臭氧濃度和流速的要求取決于具體的應(yīng)用。對于清洗過程，通常會提到約5至20 mgL-1的液體濃度，要去除光刻膠，則需要更高的濃度（50 mgL-1或更高）。因此，保證氣體中的臭氧濃度和水中的臭氧濃度在晶片清洗過程中是非常重要的。德國ANSEROS安索羅斯提供的臭氧發(fā)生器可以保證最高的臭氧輸出量，且可以使用的材料完全不含金屬，意味著臭氧氣體和臭氧水是顆粒干凈的。

在半導(dǎo)體清洗工藝中哪些工藝需要臭氧或者臭氧水？

APCVD和CVD（化學(xué)氣相沉積）機器是在腔體中使用臭氧氣體，在腔體后使用臭氧破壞器（CAT-HO-8000）。

硅片在水槽或旋轉(zhuǎn)盤中的濕法清洗都使用高濃度的臭氧水，通常達(dá)到50ppm（50克O3/m3水）或根據(jù)要求更高。

德國ANSEROS安索羅斯臭氧發(fā)生器COM-VD系列和臭氧水處理系統(tǒng)PAP-SC介紹

1. 臭氧發(fā)生器COM-VD系列

德國ANSEROS安索羅斯臭氧發(fā)生器COM-VD系列是專門為獲得高濃度臭氧而設(shè)計的。在低氧氣消耗量的氣相中，臭氧最高濃度可達(dá)到 300g O3/Nm3。

臭氧發(fā)生器COM-VD能與ANSEROS安索羅斯AOPR反應(yīng)器配合使用，其質(zhì)量轉(zhuǎn)移效果非常好，可以將大量的臭氧轉(zhuǎn)換成液相，從而達(dá)到強力去除COD的目的。

臭氧發(fā)生器COM-VD系列產(chǎn)品特點：

?7?8最高臭氧濃度 ?7?8低耗氧量 ?7?8低功耗 ?7?8相關(guān)反應(yīng)性高 ?7?8低AOPR(高級氧化工藝)能耗

2. 臭氧水處理系統(tǒng)PAP-SC

在半導(dǎo)體加工中，需要一個完全干凈的臭氧系統(tǒng)。在加工過程中（晶圓/IMEC清洗/RCA清洗/SOM等），任何從臭氧系統(tǒng)排放到半導(dǎo)體表面的金屬和顆粒都會影響晶圓的質(zhì)量，包括臭氧系統(tǒng)的部件臭氧發(fā)生器COM-AD或臭氧分析儀WM，ANSEORS安索羅斯臭氧水系統(tǒng)PAP-SC在與臭氧接觸時完全不含金屬，因此ANSEROS安索羅斯臭氧水處理系統(tǒng)可用于濕法清洗和干法清洗，不管是有酸還是無酸。為了確保安全，ANSEORS安索羅斯臭氧水系統(tǒng)PAP-SC還包括一個臭氧破壞器CAT-HO。

臭氧水處理系統(tǒng)PAP-SC應(yīng)用場合

• IMEC和RCA清洗工藝
• UPW系統(tǒng)
• 高級氧化工藝AOP
• 三相系統(tǒng)
• 生物降解DOC
• 滅菌
• 消毒 CIP

德國ANSEROS安索羅斯是全球?qū)I(yè)的臭氧技術(shù)開發(fā)制造商，其生產(chǎn)的臭氧發(fā)生器和臭氧水處理系統(tǒng)廣泛運用各個行業(yè)。

翁開爾是德國ANSEROS安索羅斯中國總代理，擁有近40年的行業(yè)經(jīng)驗，能根據(jù)您的需求為您提供專業(yè)的解決方案，歡迎致電【13202947058】咨詢。