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半导体晶圆清洗工艺流程

合明科技 👁 1938 Tags:半导体制造半导体晶圆清洗工艺湿法清洗


清洗工艺

抛光后,必须彻底清洗晶圆以去除任何残留的颗粒、污染物或化学残留物。通常使用湿法和干法清洗技术的组合,如超声波清洗和等离子清洗。超声波清洗涉及将晶圆浸入清洗溶液中并施加超声波振动。另一方面,等离子清洗使用高能等离子体去除晶圆表面的污染物。

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半导体工艺中的清洗工艺是保证晶圆表面洁净、去除杂质和污染物关键步骤。清洗工艺贯穿整个半导体制造,具体步骤和方法包括以下几种:

     a. RCA清洗

    • RCA-1清洗(去除有机污染物):使用氨水、过氧化氢和去离子水的混合溶液。这个步骤主要去除晶圆表面的有机污染物、颗粒和金属离子。

    • RCA-2清洗(去除金属离子):使用盐酸、过氧化氢和去离子水的混合溶液。主要去除金属离子和一些难以去除的无机污染物。

    b. Piranha清洗

    使用硫酸和过氧化氢的混合溶液。Piranha清洗非常有效地去除有机物和表面污染物,常用于初步清洗。

    c. HF清洗(氢氟酸清洗)

    使用稀释氢氟酸溶液,主要用于去除氧化层和一些硅表面污染物。

    d. Megasonic清洗

    利用超声波(通常在MHz范围内)产生的空化效应,能够高效地去除微小颗粒和其他污染物,适用于敏感的表面清洗。

    e. 气相清洗

    使用气体或气溶胶进行清洗,典型方法包括使用臭氧和过氧化氢蒸汽。此方法适用于去除一些特定的污染物,并且对表面损伤较小。

    f. 喷淋清洗

    通过高压喷淋去离子水或清洗液体来清洗晶圆表面,通常与旋转装置结合使用以增加清洗效果。

    g. 化学机械抛光(CMP)后的清洗

    CMP过程后,需要进行严格的清洗以去除抛光后的残留物和颗粒。通常使用氨水和过氧化氢的混合溶液。

    h. 去离子水冲洗和干燥

    最后的步骤通常是使用高纯度的去离子水进行冲洗,然后通过旋转干燥或其他干燥技术(如Marangoni干燥)进行干燥,以避免水渍和斑点的形成。

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总之,晶圆准备是半导体制造过程中关键的一步,因为它为制造高质量的电子器件奠定了基础。通过仔细控制晶体生长、晶圆切割、抛光和清洗过程,制造商可以确保其晶圆满足生产可靠、高性能半导体器件所需的严格要求。

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