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半導體晶圓清洗工藝流程

合明科技 ?? 4988 Tags:半導體制造半導體晶圓清洗工藝濕法清洗


清洗工藝

拋光后,必須徹底清洗晶圓以去除任何殘留的顆粒、污染物或化學殘留物。通常使用濕法和干法清洗技術的組合,如超聲波清洗和等離子清洗。超聲波清洗涉及將晶圓浸入清洗溶液中并施加超聲波振動。另一方面,等離子清洗使用高能等離子體去除晶圓表面的污染物。

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半導體工藝中的清洗工藝是保證晶圓表面潔凈、去除雜質和污染物關鍵步驟。清洗工藝貫穿整個半導體制造,具體步驟和方法包括以下幾種:

     a. RCA清洗

    • RCA-1清洗(去除有機污染物):使用氨水、過氧化氫和去離子水的混合溶液。這個步驟主要去除晶圓表面的有機污染物、顆粒和金屬離子。

    • RCA-2清洗(去除金屬離子):使用鹽酸、過氧化氫和去離子水的混合溶液。主要去除金屬離子和一些難以去除的無機污染物。

    b. Piranha清洗

    使用硫酸和過氧化氫的混合溶液。Piranha清洗非常有效地去除有機物和表面污染物,常用于初步清洗。

    c. HF清洗(氫氟酸清洗)

    使用稀釋氫氟酸溶液,主要用于去除氧化層和一些硅表面污染物。

    d. Megasonic清洗

    利用超聲波(通常在MHz范圍內)產生的空化效應,能夠高效地去除微小顆粒和其他污染物,適用于敏感的表面清洗。

    e. 氣相清洗

    使用氣體或氣溶膠進行清洗,典型方法包括使用臭氧和過氧化氫蒸汽。此方法適用于去除一些特定的污染物,并且對表面損傷較小。

    f. 噴淋清洗

    通過高壓噴淋去離子水或清洗液體來清洗晶圓表面,通常與旋轉裝置結合使用以增加清洗效果。

    g. 化學機械拋光(CMP)后的清洗

    CMP過程后,需要進行嚴格的清洗以去除拋光后的殘留物和顆粒。通常使用氨水和過氧化氫的混合溶液。

    h. 去離子水沖洗和干燥

    最后的步驟通常是使用高純度的去離子水進行沖洗,然后通過旋轉干燥或其他干燥技術(如Marangoni干燥)進行干燥,以避免水漬和斑點的形成。

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總之,晶圓準備是半導體制造過程中關鍵的一步,因為它為制造高質量的電子器件奠定了基礎。通過仔細控制晶體生長、晶圓切割、拋光和清洗過程,制造商可以確保其晶圓滿足生產可靠、高性能半導體器件所需的嚴格要求。

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