半导体清洗工艺中常用的原材料有哪些,半导体清洗方法有哪些?
一、半导体清洗的重要性
半导体行业主要涵盖:半导体原材料生产制造、芯片集成电路的IC设计、制造、封测;服务器、手机、汽车电子、通讯设备等终端电子产晶的生产和制造。在半导体生产制造的过程中,工件将不可避免的受到灰尘、金属颗粒、油脂等有机物和无机物等污染物的污染,从而造成工件表现缺陷、孔内污染,大大降低良晶率。因此,利用清洗技术去除附着在工件表面的灰尘、金属颗粒、油脂等有机物和无机物等污染物是半导体生产制造工艺中必不可少的关键工艺之一。
二、半导体清洗工艺中常用的原材料
去离子水:用于预清洗和终清洗。
酸性溶液:如盐酸-过氧化氢混合液、氢氟酸等,用于去除金属离子和氧化物。
碱性溶液:如氨水-过氧化氢混合液,用于去除颗粒物和部分有机物。
溶剂:如丙酮、异丙醇等,用于去除油脂和其他有机物。
络合剂:如乙二胺四乙酸等,用于与金属离子形成稳定的络合物。
等离子气体:如氧气、氩气等,用于等离子清洗。
三、半导体清洗方法
1)物理方法
刷洗器:比较适合去除较大的杂质颗粒。刷洗器将晶圆承载在一个旋转的真空吸盘上。在一般去离子水直接冲洗晶圆表面的同时,一个旋转的刷子近距离地接触旋转的晶圆。
超声波:是利用振动去除附着在晶圆表面的污染和颗粒。频率在100kHz以下的超声波和100kHz以上的超声波也都有使用,其产生的作用不同,如下图:
高压水喷洒清洗:对由于静电作用附着的颗粒去除效果很好。将一注小的水流施加2000~4000psi的压力,水流连续不断地喷洒掩膜或晶片的表面,除去大小不一的颗粒。在水流中经常加入少剂量的表面活性剂作为去静电剂。
2)化学方法液体的化学清洗工艺通常称为湿法工艺(wet process)或湿法清洗(wet cleaning)。
RCA清洗:使用化学溶液的组合作为清洗液,主要用于前端工序。下图中显示了RCA清洗液的例子。氨和双氧水(称为APM)的混合物也简称为“氨双水”,对去除有机污染和颗粒有效,这里叫作SC-1清洗,SC是SemiconductorClean的缩写。盐酸和双氧水的混合物称为HSM,简称为“盐酸双氧水”,对去除金属污染有效,这也称为SC-2清洗。
喷洒清洗:当湿法清洗被应用到0.35~0.50um的技术时代时,清洗的效果越为越差,而是出现了喷洒清洗技术。喷洒的方法由于晶圆每次接触的都是新鲜的化学晶,使允许清洗后立即进行清水冲淋,而无须移至另外的一个清水冲洗台上进行。
低温清洗:二氧化碳(CO2)从一个喷嘴中直接喷到晶圆表面, 当气体从喷嘴中喷出时,其压力下降从而导致快速冷却,然后形成CO2颗粒,或叫做雪花。相互撞击颗粒的压力驱散表面的颗粒并由气流将其携带走,表面的物理撞击提供了一种清洗作用。
四、半导体清洗注意事项
1.在清洗过程中,严禁使用未经验证的清洗液或化学物质,以免对产品产生不可逆的损坏。
2.操作人员应佩戴防护手套、眼镜等个人防护装备,以避免受到清洗液的侵害。
3.清洗设备应定期检查和维护,确保设备的正常运行和准确的参数控制。
4.在清洗过程中,应严格按照工艺要求进行操作,避免人为失误和操作差错。
5.清洗液的处理应符合环保要求,避免对环境造成污染。
五、半导体清洗常用的设备
半导体清洗设备主要包括以下几类:
湿法清洗设备:
浸入式湿法清洗槽:用于将硅片浸入化学溶液中进行清洗,常见的有SC-1和SC-2混合液等。设备设计时需考虑化学液的浓度、酸碱度、使用温度等因素。
旋转喷淋清洗机:通过旋转和喷淋的方式,使化学溶液均匀覆盖硅片表面,适用于去除氧化膜或有机物。
喷淋式清洗机:结合化学清洗、去离子水冲洗和旋转甩干等步骤,减少人为操作影响,提高清洗一致性。
干法清洗设备:
等离子体清洗机:利用等离子体去除杂质,适用于精密清洗。
激光清洗机:通过激光去除表面杂质,适合高精度要求。
紫外线清洗装置:利用紫外线去除污染物,减少液体引起的污染。
超声波清洗设备:
超声波清洗机:利用高频声波振动清洗硅片,增强清洗效果,常用于半导体材料的清洗。
六、半导体清洗设备配件PFA产品简介
在半导体的生产制造过程中会产生各种沾污杂质,需要用半导体清洗设备进行多次芯片清洗,清洗不可避免会用到清洗剂,清洗剂往往有腐蚀性,三氟莱高纯PFA材料产晶因具有耐高温、耐腐蚀、低离子析出的特点,成为半导体清洗设备的理想配件。半导体清洗设备配件PFA产晶主要有以下几种:
1、PFA管,PFA管常见规格:
1/8英寸(1.6*3.2mm)、1/4英寸(3.96*6.35mm)、3/8英寸(6.35*9.525mm)、
1/2英寸(9.5*12.7mm)、3/4英寸(15.88*19.05mm)、1英寸(22.2*25.4mm)。
2、PFA接头,PFA焊接接头,PFA入珠接头,PFA扩口接头,常见规格:包括1/8英寸、1/4英寸、3/8英寸、1/2英寸、3/4英寸和1英寸。
3、PFA阀门,常见规格:通常为1寸以下英制尺寸,如1/4寸、3/8寸、1/2寸、3/4寸、1寸。
4、PFA注塑件
三氟莱,高纯氟塑料制品生产厂家,半导体工厂高纯PFA管供应商。
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