半导体制程硅片清洗过滤方案
标签: 硅片清洗过滤
IC制程中,硅片的清洗工艺可以说是极其重要,一块合格的硅片需要经过反复多次复杂的清洗步骤,从而去除硅片表面的污染物,而这些污染物都能够直接或间接的影响着芯片的性能。
(IC制程工艺流程图)
硅片表面的污染物主要分为三大类:
由上面的表格可以清晰的看到无论是哪一种污染物都会影响晶圆性能,严重的可导致整块晶圆报废失效,由此也可见硅片清洗的重要性和必要性。硅片清洗工艺经过这么多年的发展,已经有了许多清洗方法,目前主流清洗主要包括湿法清洗与干法清洗两大阵营。干法清洗主要有等离子体清洗、气相清洗技术等。其清洗原理主要是将化学气体加热至等离子态,与晶片表面发生化学反应后生成易挥发性产物,然后被真空抽除。
(气相清洗过程)
干法清洗的优点在于清洗后无废液,可以有选择性地进行芯片的局部清洗工序。但气相化学法无法有选择性的只与表面金属污染物反应,会不可避免的与硅表面发生反应。因此干法清洗不能完全取代湿法清洗,工艺过程中通常采用干、湿法相结合的清洗方式。
湿法清洗的清洗原理则是通过添加不同的化学试剂,与之对应的污染物进行反应,然后通过超纯水冲洗连同试剂与污染物一并去除。截至目前湿法化学清洗技术仍是半导体IC工业中的主要清洗技术,其中最为经典的即是RCA清洗工艺。RCA清洗工艺是1965年由Kern和Puotinen等人在N.J.Princeton的RCA实验室提出的,主要由过氧化氢和碱组成的1号标准清洗液(SC-1)以及由过氧化氢和酸组成的2号标准清洗液(SC-2)进行一系列有序的清洗。
(典型的硅片湿法清洗过程)
RCA清洗工艺技术的特点在于按照应该被去除的污染物种类选择相应的湿电子化学品,按照顺序进行不同的清洗工艺,去除掉附着在硅片上的各种污染物。清洗液均是高洁净度的电子级化学品,单价成本高,RCA清洗工艺设计中会将清洗液循环使用,由于循环使用的设计,清洗液就需要增加过滤除杂工序。由前文介绍可知,RCA清洗中使用到了大量的酸与碱,因此在过滤杂质的同时需要考虑滤芯对清洗液的耐受性。针对不同的使用点位,需要不同的滤芯匹配。迈博瑞深耕过滤行业数十年,拥有丰富的过滤解决方案,针对RCA清洗工艺,迈博瑞有如下的产品可供客户选择:
由于滤芯会直接接触清洗液,因此滤芯本身对清洗液就是一个污染源,为了避免清洗液的二次污染,滤芯的洁净度就显得尤为重要了。
为了保障滤芯的洁净度,高洁净度滤芯需经过金属离子析出,颗粒脱落,TOC,电阻率等的检测项。迈博瑞公司拥有CNAS认证的检测中心,为产品的检测保驾护航。
除此之外,高洁净度滤芯的生产环节都有着严格的管控。第一,高洁净度滤芯打折,焊接等生产工序在百级无尘车间,清洗工序在千级无尘车间中完成。第二,高洁净度滤芯的原料进行检测分级,并进行初步清洗。第三,定制化的滤芯清洗流程,每一只滤芯都经过多步骤的清洗。从下方图表可知,通过多种有效的洁净度管控,使得迈博瑞公司生产的滤芯金属与颗粒脱落都达到一个较高洁净度水平。
(迈博瑞与竞品滤芯金属含量对比)
(迈博瑞与竞品滤芯颗粒脱落对比)
综上所述,迈博瑞有着强大的产品力,可定制化的高洁净度过滤方案能够满足高阶客户的洁净度管控需求,减少二次污染的风险,为客户降本增效,实现合作共赢。