关于半导体硅材料的清洗方法探究

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硅片清洗工艺原理及现状

硅片清洗工艺原理及现状

硅片清洗工艺原理及现状硅片清洗工艺是半导体工业中非常重要的一项工艺,它主要用于去除硅片表面的杂质和污染物,保证硅片表面的纯净度和光洁度,从而提高半导体器件的制造质量和性能。

本文将从硅片清洗工艺的原理和现状两个方面进行探讨。

一、硅片清洗工艺的原理硅片清洗工艺的原理可以分为物理清洗和化学清洗两个方面。

物理清洗主要是通过机械力和流体力的作用,去除硅片表面的颗粒、尘埃等杂质。

常见的物理清洗方法有超声波清洗、喷洗清洗和旋转清洗等。

其中,超声波清洗是一种利用超声波的高能量和高频率振动来产生液体中的微小气泡,从而形成强大的冲击力和剥离力,将硅片表面的污染物剥离下来的方法。

喷洗清洗则是通过高速喷射的液体流动来冲击和清洗硅片表面的污染物。

旋转清洗则是将硅片浸泡在清洗液中,通过旋转硅片来增加清洗液与硅片表面的接触面积,从而加强清洗效果。

化学清洗主要是利用化学反应来去除硅片表面的有机和无机污染物。

常见的化学清洗方法有酸洗、碱洗和氧化洗等。

酸洗是通过将硅片浸泡在酸性溶液中,利用酸对污染物进行化学反应,从而去除硅片表面的有机和无机污染物。

碱洗则是利用碱性溶液对硅片表面的污染物进行中和和溶解,从而实现清洗的目的。

氧化洗则是将硅片置于氧化剂溶液中,利用氧化剂对硅片表面的污染物进行氧化和溶解。

二、硅片清洗工艺的现状硅片清洗工艺已经非常成熟,并且在半导体工业中得到广泛应用。

随着半导体器件的不断发展和制造工艺的不断进步,硅片清洗工艺也在不断改进和创新。

在物理清洗方面,超声波清洗是目前最常用的物理清洗方法之一。

它具有清洗效果好、能耗低的优点,可以在不损伤硅片表面的情况下去除硅片表面的污染物。

此外,喷洗清洗和旋转清洗也得到了广泛的应用。

在化学清洗方面,酸洗和碱洗仍然是主要的化学清洗方法。

但是,由于酸洗和碱洗会产生大量的废液和废气,对环境造成污染,因此研究人员正在寻找更环保的清洗方法。

例如,一些研究者正在开发利用超临界流体进行清洗的方法,超临界流体具有较高的溶解能力和较低的粘度,可以更彻底地去除硅片表面的污染物,并且不会对环境造成污染。

半导体设备制造中的清洗技术总结

半导体设备制造中的清洗技术总结

半导体设备制造中的清洗技术总结在半导体设备制造过程中,清洗技术是至关重要的步骤之一。

清洗技术的目的是去除制造过程中产生的污染物,确保设备的表面洁净,以保证半导体器件的质量和性能。

本文将对半导体设备制造中的清洗技术进行总结和探讨。

首先,我们将介绍清洗技术在半导体设备制造中的重要性。

清洗技术可以有效地去除制造过程中产生的有害物质和污染物,如油脂、金属屑、灰尘等。

这些污染物如果不及时清洗,将对半导体器件的性能和可靠性产生严重的影响。

清洗技术还可以提高设备的表面纯洁度,减少器件制造过程中的缺陷率,提高设备的寿命和稳定性。

其次,我们将详细介绍半导体设备制造中常见的清洗技术。

目前,常用的清洗技术包括机械清洗、物理清洗和化学清洗。

机械清洗是利用机械力和磨擦来去除表面污染物,常见的机械清洗方法包括超声波清洗和喷淋清洗。

物理清洗是利用物理原理去除表面污染物,常见的物理清洗方法包括离子束清洗和等离子体清洗。

化学清洗是利用化学药剂来去除污染物,常见的化学清洗方法包括酸洗、溶剂清洗和氧化清洗。

不同的清洗技术有不同的适用范围和效果,选择合适的清洗技术是确保设备清洗效果的关键。

然后,我们将讨论清洗技术在半导体设备制造中的应用。

清洗技术广泛应用于半导体器件制造的各个环节,包括晶圆切割、芯片制造和封装过程。

在晶圆切割过程中,清洗技术可以去除切割过程中产生的金属屑和切割液,确保晶圆的纯洁度。

在芯片制造过程中,清洗技术可以去除光刻胶、蚀刻剂等化学物质,净化芯片表面,提高后续工艺的可靠性。

在封装过程中,清洗技术可以去除封装材料和焊接剂残留,确保芯片与封装材料之间的良好接触。

此外,我们还将分析清洗技术在半导体设备制造中面临的挑战和发展趋势。

随着半导体器件尺寸的不断缩小和制造工艺的不断发展,清洗技术也面临着新的挑战。

首先,新一代半导体器件制造工艺对清洗技术提出了更高的要求,如更高的清洗效率、更低的损伤率等。

其次,清洗过程中产生的废水和废液也对环境造成了一定的影响,如何实现清洗过程的绿色化和回收利用成为了新的研究方向。

半导体材料清洗方法总结

半导体材料清洗方法总结

半导体材料清洗方法总结《半导体材料清洗方法总结》嘿,朋友们!今天咱来聊聊半导体材料清洗这档子事儿。

你可别小瞧了这清洗,它就像是给半导体材料做了个豪华SPA 一样重要!半导体材料那可是电子世界的宝贝疙瘩,但它们也容易沾上些不招人待见的脏东西。

想象一下,就好比你新买的豪车被溅上了泥巴,那不得赶紧洗干净呀!清洗半导体材料也是一样的道理,只有把它们弄干净了,才能让它们好好发挥作用。

先说说常用的湿法清洗吧。

这就像是给半导体材料泡个舒舒服服的澡。

各种化学溶液就像是神奇的泡泡浴液,能把那些脏东西一点点地溶解掉。

不过可得小心点,就像你洗澡水温度不能太高也不能太低一样,这溶液的配比和温度都得把握好,不然可能会把材料给“烫伤”或者“冻感冒”哦!还有,冲洗的时候也得温柔点,可别把材料给冲坏了。

然后呢,还有干法清洗。

这就有点像用强力吹风机把脏东西给吹跑。

它的好处是速度快,不用像湿法那样等半天让材料泡澡。

但是呢,也不能乱吹,得掌握好风向和力度,不然脏东西可能会到处乱飞,反而弄得更脏了。

其实清洗半导体材料就跟咱打扫房间似的,得细心、耐心。

有时候一个小灰尘没弄干净,可能就会影响整个电子设备的性能。

所以啊,做清洗工作的大哥大姐们可得瞪大眼睛,别放过任何一个小脏点。

记得我有一次看人家清洗半导体材料,那场面就像在做高级手术。

工作人员戴着口罩、手套,小心翼翼地操作着,生怕出一点差错。

我当时就想,这可不是一般人能干的活儿啊,得有一双火眼金睛和一双超级稳定的手。

总之,半导体材料清洗可不是一件简单的事儿。

它需要技术、经验,还需要一点点幽默感来缓解压力。

下次你再看到那些小小的半导体芯片,想象一下它们背后经历过的豪华SPA,是不是会觉得它们更可爱、更神奇了呢?希望我的这点小总结能让大家对半导体材料清洗有更深刻的理解和感受,让我们一起为电子世界的干净整洁努力吧!。

硅片清洗的方法

硅片清洗的方法

硅片清洗的方法一、硅片清洗的重要性硅片清洗是半导体器件制造中最重要最频繁的步骤,而且其效率将直接影响到器件的成品率、性能和可靠性。

现在人们已研制出了很多种可用于硅片清洗的工艺方法和技术,常见的有:湿法化学清洗、超声清洗法、兆声清洗法、鼓泡清洗法、擦洗法、高压喷射法、离心喷射法、流体力学法、流体动力学法、干法清洗、微集射束流法、激光束清洗、冷凝喷雾技术、气相清洗、非浸润液体喷射法、硅片在线真空清洗技术、RCA标准清洗、等离子体清洗、原位水冲洗法等。

这些方法和技术现已广泛应用于硅片加工和器件制造中的硅片清洗。

表面沾污指硅表面上沉积有粒子、金属、有机物、湿气分子和自然氧化物等的一种或几种。

超纯表面定义为没有沾污的表面, 或者是超出检测量极限的表面。

二、硅片的表面状态与洁净度问题:硅片的真实表面由于暴露在环境气氛中发生氧化及吸附,其表面往往有一层很薄的自然氧化层,厚度为几个埃、几十个埃甚至上百埃。

真实的硅片表面是内表面和外表面的总合,内表面是硅与自然氧化层的界面,。

外表面是自然氧化层与环境气氛的界面,它也存在一些表面能级,并吸附一些污染杂质原子,而且不同程度地受到内表面能级的影响,可以与内表面交换电荷,外表面的吸附现象是复杂的。

完好的硅片清洗总是去除沾污在硅片表面的微粒和有害膜层,代之以氧化物的、氯化物的或其它挥发元素(或分子)的连续无害膜层,即具有原子均质的膜层。

硅片表面达到原子均质的程度越高.洁净度越高。

三、硅片表面沾污杂质的来源和分类:在硅片加工及器件制造过程中,所有与硅片接麓的外部媒介都是硅片沾污杂质的可能来源。

这主要包括以下几方面:硅片加工成型过程中的污染,环境污染,水造成的污染,试剂带来的污染,工业气体造成的污染,工艺本身造成的污染,人体造成的污染等。

表1.硅片表面沾污杂质的分类四、清洗方法(一)RCA清洗:RCA 由Werner Kern 于1965年在N.J.Princeton 的RCA 实验室首创, 并由此得名。

半导体硅晶圆等离子体清洗技术

半导体硅晶圆等离子体清洗技术

半导体硅晶圆等离子体清洗技术是一种常见的半导体表面清洗技术,利用等离子体对表面进行清洗,可以去除表面的有机物、金属等杂质,从而提高半导体器件的质量和稳定性。

该技术的原理是利用等离子体的化学反应和物理作用对物体表面进行清洗。

在清洗过程中,首先将半导体器件放入真空腔体内,抽真空,然后通过加入氢气、氧气等工艺气体,达到稳定的气压值,启动等离子发生器,在高频电场的作用下产生等离子体。

等离子体中的离子和自由基通过化学反应和物理反应处理物体表面的有机物、金属等杂质发生反应,将其分解、氧化、还原等,最终清除表面杂质。

半导体硅晶圆等离子体清洗步骤包括表面预处理,将半导体器件表面的油污、灰尘等杂质清除干净,以保证等离子清洗的效果。

然后进行等离子体清洗,通过等离子体对表面进行清洗,去除表面的有机物、金属等杂质。

在此过程中,需要根据不同的清洗要求选择不同的工艺气体和参数,以达到最佳的清洗效果。

接下来进行表面后处理,将清洗后的表面进行干燥、还原等处理,以避免表面氧化和污染。

最后进行质量检测,对清洗后的半导体器件进行质量检测,包括表面粗糙度、清洁度等方面进行检测,以确保清洗效果符合要求。

半导体硅晶圆等离子体清洗技术具有清洗效果好、适用范围广、环保等优点。

该技术不仅可以用于半导体器件的清洗,还可以用于太阳能电池、平板显示器等领域。

同时,该技术具有环保特点,不会产生有害物质,也不会对环境造成污染。

总之,半导体硅晶圆等离子体清洗技术是一种非常有效的半导体表面清洗技术,可以大大提高半导体器件的质量和稳定性,同时具有环保等优点,值得推广和应用。

半导体硅的清洗总结(标出重点了)

半导体硅的清洗总结(标出重点了)

半导体硅的清洗总结(标出重点了)硅片的化学清洗总结硅片清洗的一般原则是首先去除表面的有机沾污;然后溶解氧化层(因为氧化层是“沾污陷阱”,也会引入外延缺陷);最后再去除颗粒、金属沾污,同时使表面钝化。

清洗硅片的清洗溶液必须具备以下两种功能:(1)去除硅片表面的污染物。

溶液应具有高氧化能力,可将金属氧化后溶解于清洗液中,同时可将有机物氧化为CO2和H2O;(2)防止被除去的污染物再向硅片表面吸附。

这就要求硅片表面和颗粒之间的Z电势具有相同的极性,使二者存在相斥的作用。

在碱性溶液中,硅片表面和多数的微粒子是以负的Z电势存在,有利于去除颗粒;在酸性溶液中,硅片表面以负的Z电势存在,而多数的微粒子是以正的Z电势存在,不利于颗粒的去除。

1 传统的RCA清洗法1.1 主要清洗液1.1.1 SPM(三号液)(H2SO4∶H2O2∶H2O)在120~150℃清洗10min左右,SPM具有很高的氧化能力,可将金属氧化后溶于清洗液中,并能把有机物氧化生成CO2和H2O。

用SPM清洗硅片可去除硅片表面的重有机沾污和部分金属,但是当有机物沾污特别严重时会使有机物碳化而难以去除。

经SPM清洗后,硅片表面会残留有硫化物,这些硫化物很难用去粒子水冲洗掉。

由Ohnishi提出的SPFM(H2SO4/H2O2/HF)溶液,可使表面的硫化物转化为氟化物而有效地冲洗掉。

由于臭氧的氧化性比H2O2的氧化性强,可用臭氧来取代H2O2(H2SO4/O3/H2O称为SOM 溶液),以降低H2SO4的用量和反应温度。

H2SO4(98%):H2O2(30%)=4:11.1.2 DHF(HF(H2O2)∶H2O)在20~25℃清洗30s 腐蚀表面氧化层,去除金属沾污,DHF清洗可去除表面氧化层,使其上附着的金属连同氧化层一起落入清洗液中,可以很容易地去除硅片表面的Al,Fe,Zn,Ni 等金属,但不能充分地去除Cu。

HF:H2O2=1:50。

1.1.3 APM(SC-1)(一号液)(NH4OH∶H2O2∶H2O)在65~80℃清洗约10min 主要去除粒子、部分有机物及部分金属。

硅片清洗原理与方法介绍

硅片清洗原理与方法介绍

硅片清洗原理与方法介绍1引言硅片经过切片、倒角、研磨、表面处理、抛光、外延等不同工序加工后,表面已经受到严重的沾污,清洗的目的就是为了去除硅片表面颗粒、金属离子以及有机物等污染。

2硅片清洗的常用方法与技术在半导体器件生产中,大约有20%的工序和硅片清洗有关,而不同工序的清洗要求和目的也是各不相同的,这就必须采用各种不同的清洗方法和技术手段,以达到清洗的目的。

由于晶盟现有的清洗设备均为Wet-bench类型,因此本文重点对湿法化学清洗的基本原理、常用方法及其它与之密切相关的技术手段等进行论述3.1湿法化学清洗化学清洗是指利用各种化学试剂和有机溶剂与吸附在被清洗物体表面上的杂质及油污发生化学反应或溶解作用,或伴以超声、加热、抽真空等物理措施,使杂质从被清除物体的表面脱附(解吸),然后用大量高纯热、冷去离子水冲洗,从而获得洁净表面的过程。

化学清洗又可分为湿法化学清洗和干法化学清洗,其中湿法化学清洗技术在硅片表面清洗中仍处于主导地位,因此有必要首先对湿法化学清洗及与之相关的技术进行全面的介绍。

3.1.1常用化学试剂、洗液的性质常用化学试剂及洗液的去污能力,对于湿法化学清洗的清洗效率有决定性的影响,根据硅片清洗目的和要求选择适当的试剂和洗液是湿法化学清洗的首要步骤。

表一、用以清除particle、metal、organic、nature-oxide的适当化学液3.1.2溶液浸泡法溶液浸泡法就是通过将要清除的硅片放入溶液中浸泡来达到清除表面污染目的的一种方法,它是湿法化学清洗中最简单也是最常用的一种方法。

它主要是通过溶液与硅片表面的污染杂质在浸泡过程中发生化学反应及溶解作用来达到清除硅片表面污染杂质的目的。

选用不同的溶液来浸泡硅片可以达到清除不同类型表面污染杂质的目的。

如采用有机溶剂浸泡来达到去除有机污染的目的,采用1号液(即SC1,包含H2O2、NH3OH化学试剂以及H2O)浸泡来达到清除有机、无机和金属离子的目的,采用2号液(即SC2,包含HCL、H2O2化学试剂以及H2O)浸泡来达到清除AL、Fe、Na等金属离子的目的。

硅片清洗技术

硅片清洗技术

硅片清洗技术随着超大规模集成电路的发展、集成度的不断提高、线宽的不断减小,对硅片表面的洁净度及表面态的要求也越来越高。

要得到高质量的半导体器件,仅仅除去硅片表面的沾污已不再是最终的要求。

在清洗过程中造成的表面化学态、氧化膜厚度、表面粗糙度等已成为同样重要的参数。

目前,通常应用的清洗方法是湿式化学清洗法,即利用有机溶剂、碱性溶液、酸性溶液、表面活性剂等化学试剂,配合兆声、超声、加热等物理措施,使有机物、颗粒、金属等沾污脱离硅片表面,然后用大量的去离子水冲洗,获得洁净的硅片表面的清洗方法。

1.硅片清洗硅片表面沾污是指沉积在硅片表面的粒子、金属、有机物、湿气分子和自然氧化膜的一种或几种。

因为有机物会遮盖部分硅片表面,使氧化层和与之相关的沾污难以去除,清洗的一般思路是首先去除表面的有机沾污,然后溶解氧化层(因为氧化层是'沾污陷阱',也会引入外延缺陷),最后再去除颗粒、金属沾污,同时使表面钝化。

2.清洗技术的最新发展2.1电解离子水清洗硅片用电解的方法将超净水或添加电解质的超净水分解为阴离子和阳离子,并通过调节电解液的浓度、电流密度等来控制其pH值和氧化还原电位,得到所需要的强氧化性溶液或强还原性溶液,以达到去除硅片表面的有机物、颗粒和金属的作用。

此清洗方法可大幅度地减少化学试剂的用量,而且也减少了冲洗用的超净水的用量,简化了回收再利用所需的设备,既降低成本,又减少对环境的污染。

电解粒子水的使用将有可能是未来硅片清洗的重要发展方向。

2.2只用HF清洗或简化常规工艺后最后用HF清洗在湿式清洗工艺中,硅片表面都有一层化学氧化膜,这层氧化膜是主要的沾污源。

如果没有这层氧化膜可大大降低金属、有机物等沾污。

只用HF清洗或简化常规工艺后最后用HF清洗,可通过降低与周围环境的接触来获得一个理想的钝化表面,减少颗粒吸附在敏感的疏水性表面上。

这就对清洗工艺设备提出了多方面的要求。

目前较成功的是苏州华林科纳公司的清洗设备,它将所有的清洗工艺步骤(清洗和干燥)结合在一个工艺槽中,大大地减少了硅片与空气的接触。

硅片清洗原理与方法介绍

硅片清洗原理与方法介绍

硅片清洗原理与方法介绍1引言硅片经过切片、倒角、研磨、表面处理、抛光、外延等不同工序加工后,表面已经受到严重的沾污,清洗的目的就是为了去除硅片表面颗粒、金属离子以及有机物等污染。

2硅片清洗的常用方法与技术在半导体器件生产中,大约有20%的工序和硅片清洗有关,而不同工序的清洗要求和目的也是各不相同的,这就必须采用各种不同的清洗方法和技术手段,以达到清洗的目的。

由于晶盟现有的清洗设备均为Wet-bench类型,因此本文重点对湿法化学清洗的基本原理、常用方法及其它与之密切相关的技术手段等进行论述3.1湿法化学清洗化学清洗是指利用各种化学试剂和有机溶剂与吸附在被清洗物体表面上的杂质及油污发生化学反应或溶解作用,或伴以超声、加热、抽真空等物理措施,使杂质从被清除物体的表面脱附(解吸),然后用大量高纯热、冷去离子水冲洗,从而获得洁净表面的过程。

化学清洗又可分为湿法化学清洗和干法化学清洗,其中湿法化学清洗技术在硅片表面清洗中仍处于主导地位,因此有必要首先对湿法化学清洗及与之相关的技术进行全面的介绍。

3.1.1常用化学试剂、洗液的性质常用化学试剂及洗液的去污能力,对于湿法化学清洗的清洗效率有决定性的影响,根据硅片清洗目的和要求选择适当的试剂和洗液是湿法化学清洗的首要步骤。

CL2+UV(〈400nm〉表一、用以清除particle、metal、organic、nature-oxide的适当化学液3.1.2溶液浸泡法溶液浸泡法就是通过将要清除的硅片放入溶液中浸泡来达到清除表面污染目的的一种方法,它是湿法化学清洗中最简单也是最常用的一种方法。

它主要是通过溶液与硅片表面的污染杂质在浸泡过程中发生化学反应及溶解作用来达到清除硅片表面污染杂质的目的。

选用不同的溶液来浸泡硅片可以达到清除不同类型表面污染杂质的目的。

如采用有机溶剂浸泡来达到去除有机污染的目的,采用1号液(即SC1,包含H2O2、NH3OH化学试剂以及H2O)浸泡来达到清除有机、无机和金属离子的目的,采用2号液(即SC2,包含HCL、H2O2化学试剂以及H2O)浸泡来达到清除AL、Fe、Na等金属离子的目的。

半导体硅的清洗总结(标出重点了)

半导体硅的清洗总结(标出重点了)

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硅片的化学清洗总结硅片清洗的一般原则是首先去除表面的有机沾污;然后溶解氧化层(因为氧化层是“沾污陷阱”,也会引入外延缺陷);最后再去除颗粒、金属沾污,同时使表面钝化。

清洗硅片的清洗溶液必须具备以下两种功能:(1)去除硅片表面的污染物。

溶液应具有高氧化能力,可将金属氧化后溶解于清洗液中,同时可将有机物氧化为co2和h2o;(2)防止被除去的污染物再向硅片表面吸附。

这就要求硅片表面和颗粒之间的Z电势具有相同的极性,使二者存在相斥的作用。

在碱性溶液中,硅片表面和多数的微粒子是以负的Z电势存在,有利于去除颗粒;在酸性溶液中,硅片表面以负的Z电势存在,而多数的微粒子是以正的Z电势存在,不利于颗粒的去除。

1传统的RcA清洗法1.1主要清洗液1.1.1spm(三号液)(h2so4∶h2o2∶h2o)在120~150∶清洗10min左右,spm具有很高的氧化能力,可将金属氧化后溶于清洗液中,并能把有机物氧化生成co2和h2o。

用spm 清洗硅片可去除硅片表面的重有机沾污和部分金属,但是当有机物沾污特别严重时会使有机物碳化而难以去除。

经spm清洗后,硅片表面会残留有硫化物,这些硫化物很难用去粒子水冲洗掉。

由ohnishi 提出的spFm(h2so4/h2o2/hF)溶液,可使表面的硫化物转化为氟化物而1/13有效地冲洗掉。

由于臭氧的氧化性比h2o2的氧化性强,可用臭氧来取代h2o2(h2so4/o3/h2o称为som溶液),以降低h2so4的用量和反应温度。

h2so4(98%):h2o2(30%)=4:11.1.2DhF(hF(h2o2)∶h2o)在20~25∶清洗30s腐蚀表面氧化层,去除金属沾污,DhF清洗可去除表面氧化层,使其上附着的金属连同氧化层一起落入清洗液中,可以很容易地去除硅片表面的Al,Fe,Zn,ni等金属,但不能充分地去除cu。

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关于半导体硅材料的清洗方法探究
【摘要】在半导体这一领域内极为关键的一大步骤即对半导体原料实施清洁,这关系到半导体原料本身的质量与下游一类产品自身的特性。

文章就对现阶段硅片关键的清洁方式相应的工作理念、清洁成效、运用面积等特征实施探究,并指出了各式清洁方式相关的优势、不足。

生产企业应依据具体的生产状况与产品规定选取适宜的清洁方式。

【关键词】清洗方法;半导体硅材料;运用;分析
1.前言
从上个世纪中期,民众就意识到了干净的衬底表层在半导体微电子型元件内的必要性。

而大范围集成型电路的持续进步、集成程度持续增强、线宽持续变小,就对硅片表层的干净程度予以了更多规定。

硅片本身的干净程度对领域的进步无可或缺,因为细小污物潜藏,集成型电路在制作期间会丢失一半。

如果半导体原料表层有痕量型杂质,在高温期间就会分散、传播,进到半导体原料中,伤害元件。

所以,务必要在低温前后全方位消除表层的杂质。

2.国内半导体硅原料的进步进程
上个世纪五十年代,我国就把快速提升国内半导体这一领域当作急迫事宜归入到国务院公布的十二年科技进步规
划内,并构建了许多半导体试验室,以对半导体硅原料实施研发。

那时,国内与西方各国差不多一同起步。

至六十年代,逐步实施了工业型生产,并构建了很多半导体原料厂。

国内硅产业自无至有,自试验室至工业化,迈入了迅速进步的轨道,不单具备研究处,还具备优良的生产企业,稳固了国内硅原料这一领域的根基。

那时,国内硅原料的研发、工业化层次与日本这一国家的硅原料层次一致。

至七十年代,因为被电子核心论与全民大办电子所制约,我国变成了无次序、盲目地进步,低层次多次构建,生产企业猛增。

因为生产企业遍布、投入不多、面积不大、技术层次较低,其成果即产品本身质量较低、投入较大,产品无法售出,使得很多生产企业只有停产,导致资源被过多耗费,同时,减缓了国内硅原料这一领域的进步态势。

后来,我国对微电子这一领域报以了极大的注重。

国务院构建了电子型计算机与大范围集成型电路领导团队。

此间,国内硅原料这一领域二次收获了迅速进步的机遇[1]。

虽然西方各国对国内实施技术型封锁,但是,在国内硅原料这一领域所有工作者的努力之下,很好地给国内的银河计算机一类关键科研与项目予以了更多新兴原料,给国内微电子与国防这类领域、讯息事务的进步予以了大量扶持。

至八十年代,国内半导体硅这一领域面对着自计划经济这一机制变换成市场经济这一难题。

而半导体硅原料在这时已实施了市场
调整与以销定产,同时,刚开始开放的国家,让很多外国电子类产品与其部件涌进我国,不单全方位打击了国内刚构建的微电子这一领域,还对其上游有关产品即半导体硅原料施以了大量挑战。

处于这一状况内,我国半导体硅原料这一领域实施的生产较缓,技术进步较慢。

后来,尤其是近几年,国际硅片售价下降,使得硅片企业频频产生兼并与破产,部分小型企业无法为继。

加之前些年亚洲产生的金融风暴所干涉,让国内半导体硅原料一类企业很多都处于负债运转这一状况内。

3.硅片清洁的关键方式
至上个世纪七十年代之前,清洁半导体原料运用的方式依旧即原始的方式,包含机械型与化学型。

机械型即在清洁剂内实施超声或是毛刷清洁。

前一类方式会使得硅片碎裂,而后一类就会留存刷毛。

化学型即借助各类化学制剂,比如浓氢氟酸、王水、混合型热酸与热硝酸等。

这类方式在清洁过后均会导致环境被破坏或是引进其余杂质,所以,无法与半导体这一领域内部的清洁规定相符。

这一领域急切需要一类新兴的清洁方法。

3.1RCA型清洁
RCA型清洁即一类经典的湿化化学型清洁。

这即第一类总体进步的能够被运用到裸硅片与氧化硅片内的清洁技艺。

这一方式借助双氧水、酸/碱试剂相应的融合物实施两步氧
化,先在碱性条件内实施操作,再在酸性条件内实施操作。

因为这一方式即经由RCA企业在上个世纪六十年代所研发,所以叫做RCA型清洁。

RCA型清洁在消除晶片表层的有机物、因子与金属一类污物期间极为高效,这也即这一方法获得大量运用的关键要素。

然而,这一清洁方式也具备许多缺陷:例如,清洁期间要运用很多各式化学制剂,给环境带来较大破坏;在清洁期间大多处于高温这一条件内,就要很多液体型化学物质与超纯水;还要有很多空气以阻碍化学制剂被蒸发;化学制剂的运用会增加硅片本身的粗糙程度。

因此,耗费化学物质较多、排放总量较多与破坏环境就阻碍了RCA型清??的持续运用,要改良并运用新兴的清洁方式。

3.2超声型清洁
RCA型清洁的关键目标即消除晶片表层的污物薄膜但
是不可以消除颗粒。

为了健全清洁有关技术,RCA企业就研发了超声型清洁这一技术[2]。

在清洁期间,晶片浸入到清洁液内,借助超高频次的声波能量把晶片正反面相应的颗粒全方位消除。

超声型清洁的关键理念即借助超声波空化这一效应、声流与辐射压,先把硅片放在槽中的清洁液内,借助槽底处的超声振子开展工作,将能量传送至液体,并借助声波波前这一模式穿过液体。

在振动较大过后,液体产生分裂,进而形成许多气泡,即空穴泡。

这类气泡即超声波型清洁的
核心,其储藏了清洁能量,只要这类气泡触碰硅片表层,就会产生破裂,分散的较大能量就能够清洁硅片表层。

在清洁液内加进适宜的表层活性液,能够提升超声波型清洁的成效。

超声波型清洁具备许多优势:清洁速率迅速;清洁成效较优;可以清洁各类繁杂形状的硅片表层;极易开展远控与自动化。

其不足表现在如下几方面:超声波对颗粒尺寸不一致的污物带来的清洁成效不一致,颗粒大小愈大,清洁成效愈优;但颗粒大小愈小,清洁成效愈差,对粒径仅零点几微米一类颗粒,要借助兆声型清洁才可以消除;在空穴泡破裂过后,较大的能量会给硅片带来相应的损害。

3.3气相型清洁
气相型干洗期间,先使片子进行低速转动,再增加速率以让片子变干,此时,HF型蒸汽能够全方位消除氧化膜污物与金属污物。

这一方式对构造繁杂的部位,例如沟槽,可以开展全方位清洁。

对硅片表层因子的清洁成效也较优,且无法生成再次污染。

尽管HF型蒸汽能够消除自然型氧化物,但是,无法全方位消除金属型污染。

3.4紫外-臭氧型清洁与其余清洁
这一方式即把晶片放到氧气条件内,借助汞灯生成的短波长型紫外光实施照射。

氧气能够吸入180 nm这一辐射,进而构成活跃的臭氧与原子氧。

这一方式尤其适宜氧化消除
有机物,但是,对普通的无机物就没有成效[3]。

所以,这一方式在原来的运用受到了制约,但是,也具备一类独特的运用,例如GaAs型清洁,就要借助紫外-臭氧型清洁。

此外,还具备部分比较罕见的清洁方式,比如干冰型清洁,能够高效地消除晶片表层的颗粒;借助氯自由基、微波或是光引导解吸入一类方式能够消除金属离子污物。

现阶段,又逐步研发了借助超临界型流体、等离子与气溶胶实施干法型清洁一类技艺,这类清洁方式也逐渐获得运用。

4.结束语
总而言之,现如今对硅片实施清洁的方式各式各样,但是所有方式均具备自身的优势,企业应依据具体需求加以选取。

硅片清洁的进步要朝资源节省、清洁成效较优与绿色一类朝向迈进,如此,就能够促使环境的维护与我国经济的长远进步得以实现。

参考文献:
[1]王艳茹,李贺梅.半导体硅材料的清洗方法[J].天津科技,2017,(05):56-59.
[2]朱邵歆.我国化合物半导体产业状况分析[J].集成电路应用,2017,(01):20-21.
[3]王欣.电子科学技术中的半导体材料发展趋势[J].通讯世界,2016,(08):237.。

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