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摘要
臭氧(O3)是氧的异位体,是一种高活性的气体氧化剂,吸收有害的紫外线(UV)辐射,从而使地球上的生命得已存在。第一个臭氧发生器是由沃纳·冯·西门子公司开发的,给游泳池消毒,并防止冷却塔系统中微生物的生长。
介绍
半导体被广泛用于处理和净化地下水和地表水以及生活和工业废水,因此研究了臭氧在晶片清洗和抗蚀剂剥离应用中的用途。为了降低化学品消耗和处理成本以及提高清洁效率,臭氧在过去十年中被研究作为传统硫酸-过氧化物的替代物,并使用碱性(SC-1)和酸性(SC-2)过氧化氢混合物进行RCA清洁。由于O3和O3衍生的氧化物质如OH自由基的消毒活性有多种影响,因此它是有效的。
臭氧主要用于清洗晶片;消除有机物、金属和颗粒;去除光刻胶;和消毒去离子水设施。用臭氧清洗总是会氧化。工艺差异取决于清洁步骤的主要目的。
去除有机物。臭氧化去离子水(DIO3)具有很高的氧化潜力,可以降解有机污染物。其去除效率取决于有机物质的类型、臭氧浓度和反应方式。
去除金属和颗粒。DIO3本身不能有效去除沉积在硅表面的金属,如铁、镍、铝、镁和钙,如金属氢氧化物或金属氧化物。取决于它们的性质,金属可以被结合到氧化物层中或者驻留在硅二氧化硅界面上。它们可以用酸作为离子交换剂除去,或者氧化物可以用氢氟酸溶解,从而除去金属。
光刻胶去除。用于去除光刻胶的传统湿化学工艺依赖于浓硫酸与过氧化氢(SPM)或臭氧的结合高温下的蒸汽。清除剂的加入和温度的提高提高了条带速率。然而,使用湿清洁过程去除光刻胶仍然是一个挑战,这取决于抗胶的类型和使用的暴露后处理。
表1
寻找一个RCA清洁的替代方案
以寻找RCA的替代物用于某些细菌和病毒消毒的臭氧剂量。提供清洁同等或改进的性能,同时涉及更少的步骤、减少的化学品消耗和更低的成本。此类替代方法的例子有ACD工艺、SCROD方法、IMEC清洗、稀释动态清洗和Ohmi ultraclean技术.6、9、19、20就颗粒和金属去除效率、环境影响、成本、晶圆表面特性和最终器件电气性能而言,所有这些工艺的性能与RCA清洗相当或更好。
总结
随着晶片结构的复杂性增加,晶片湿法清洗工艺将继续在半导体制造中发挥重要作用。可靠的臭氧发生系统的发展使臭氧成为传统湿法清洗和光刻胶去除方法的一种有吸引力的替代物。臭氧水清洗工艺比RCA清洗技术更便宜,更环保。臭氧不再仅仅是半导体应用中的科学兴趣;它可以在晶片和集成电路制造过程中提供实际好处。
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