1、半导体制造工艺流程半导体制造工艺流程 让我们和迈博瑞一起成长 作者：者：Richard_Liu 半导体制造工艺流程半导体制造工艺流程 让我们和迈博瑞一起成长 作者：者：Richard Liu 2 半导体制造工艺流程半导体制造工艺流程 沾污经常会造成电路失效，沾污类型主要包括如下： 颗粒 金属 有机物 自然氧化层 静电释放（ESD） 沾污类型沾污类型 半导体制造工艺流程半导体制造工艺流程 颗粒沾污颗粒沾污 半导体制造工艺流程半导体制造工艺流程 颗粒沾污颗粒沾污 半导体制造工艺流程半导体制造工艺流程 颗粒沾污颗粒沾污 最小颗粒最小颗粒 0.1微米微米 半导体制造工艺流程半导体制造工艺流程 金属沾污
2、金属沾污 来源：离子注入、各种器皿、管道、化学试剂 半导体制造工艺流程半导体制造工艺流程 途径： 通过金属离子与硅片表面的氢离子交换而被束缚在 硅片表面； 被淀积到硅片表面。 金属沾污金属沾污 半导体制造工艺流程半导体制造工艺流程 金属沾污金属沾污 半导体制造工艺流程半导体制造工艺流程 有机物杂质在IC制程中以多种形式存在，如人的皮肤油脂、 净化室空气、机械油、硅树脂真空脂、光致抗蚀剂、清洗溶 剂等。 每种污染物对IC 制程都有不同程度的影响，通常在晶片表面 形成有机物薄膜阻止清洗液到达晶片表面。因此有机物的去 除常常在清洗工序的第一步进行。 有机物沾污有机物沾污 半导体制造工艺流程半导体制造
3、工艺流程 自然氧化层沾污自然氧化层沾污 半导体制造工艺流程半导体制造工艺流程 ESD沾污沾污 半导体制造工艺流程半导体制造工艺流程 ESD沾污沾污 半导体制造工艺流程半导体制造工艺流程 1. 空气 2 . 人 3. 厂房 4. 水 5. 工艺用化学品 6. 工艺气体 7. 生产设备 沾污源与控制沾污源与控制 半导体制造工艺流程半导体制造工艺流程 厂房： 净化间布局 气流原理 空气过滤 温度和湿度 静电释放 沾污控制沾污控制 半导体制造工艺流程半导体制造工艺流程 厂房布局厂房布局 半导体制造工艺流程半导体制造工艺流程 气流原理气流原理 半导体制造工艺流程半导体制造工艺流程 微环境微环境 半导体制
4、造工艺流程半导体制造工艺流程 硅片清洗方法分类硅片清洗方法分类 湿法清洗 湿法清洗采用液体化学溶剂和DI水氧化、蚀刻和溶解晶片表 面污染物、有机物及金属离子污染。通常采用的湿法清洗有 RCA清洗法、稀释化学法、 IMEC清洗法、单晶片清洗等. 干法清洗 干法清洗采用气相化学法去除晶片表面污染物。气相化学法 主要有热氧化法和等离子清洗法等，清洗过程就是将热化学 气体或等离子态反应气体导入反应室，反应气体与晶片表面 发生化学反应生成易挥发性反应产物被真空抽去。 半导体制造工艺流程半导体制造工艺流程 沾污 名称 化学配料描述 （所有清洗随后伴随去离子水 清洗） 化学分子式 颗粒 Piranha(SP
5、M) 硫酸/过氧化氢/去离子水 H2SO4/H2O2/H2O SC-1 (APM) 氢氧化铵/过氧化氢/去离子水 NH4OH/ H2O2/H2O 有机物 SC-1 (APM) 氢氧化铵/过氧化氢/去离子水 NH4OH/ H2O2/H2O 金属（不含 铜） SC-2 (HPM) 盐酸/过氧化氢/去离子水 HCL/ H2O2/H2O Piranha(SPM) 硫酸/过氧化氢/去离子水 H2SO4/ H2O2/H2O DHF 氢氟酸/水溶液（不能去除铜） HF/ H2O 自然氧化层 DHF 氢氟酸/水溶液（不能去除铜） HF/ H2O BHF 缓冲氢氟酸 NH4F/ HF/ H2O 硅片湿法清洗化学
6、品硅片湿法清洗化学品 半导体制造工艺流程半导体制造工艺流程 RGA清洗清洗 半导体制造工艺流程半导体制造工艺流程 半导体制造工艺流程半导体制造工艺流程 半导体制造工艺流程半导体制造工艺流程 半导体制造工艺流程半导体制造工艺流程 RGA清洗 半导体制造工艺流程半导体制造工艺流程 RGA清洗 半导体制造工艺流程半导体制造工艺流程 清洗步骤 目的 H2SO4/H2O2（Piranha） 有机物和金属 UPW清洗（超纯水） 清洗 HF/ H2O 自然氧化层 UPW清洗 清洗 NH4OH/ H2O2/H2O（SC-1） 颗粒 UPW清洗 清洗 HF/ H2O 自然氧化层 UPW清洗 清洗 HCL/ H2
7、O2/H2O（SC-2） 金属 UPW清洗 清洗 HF/ H2O 自然氧化层 UPW清洗 清洗 干燥 干燥 典型的硅片湿法清洗顺序：典型的硅片湿法清洗顺序： 半导体制造工艺流程半导体制造工艺流程 去离子水补给和精加工回路去离子水补给和精加工回路 半导体制造工艺流程半导体制造工艺流程 湿法清洗设备 兆声 1 喷雾清洗 2 刷洗器 3 水清洗 4 硅片甩干 5 半导体制造工艺流程半导体制造工艺流程 兆声兆声 兆声 结合SC-1用的最为广泛的一个湿法清洗技术是兆声清洗。 兆声清洗在清洗的工艺中采用接近1M的兆声能量。这种工艺 在更低的溶液温度下实现了更有效的颗粒去除即，使液温下降 到40也能得到与8
8、0超声清洗去除颗粒的效果，而且又可避 免超声清洗对晶片产生损伤。 半导体制造工艺流程半导体制造工艺流程 兆声清洗兆声清洗 半导体制造工艺流程半导体制造工艺流程 在喷雾的清洗的技术中，湿法清洗化学品被喷射到置于旋 转密封内片架的硅片上。每个清洗的步骤后，去离子水清 洗溶液被喷射到硅片上，并且对去离子水的电阻率进行监 控，以确定何时所有的化学物都被去除。喷射腔在工艺过 程中被密封以隔离化学物和他们的蒸汽。完成清洗和清洗 循环之后，腔体充入加热的氮气洗涤，并加速旋转以甩干 硅片。 喷雾清洗喷雾清洗 半导体制造工艺流程半导体制造工艺流程 喷雾清洗喷雾清洗 半导体制造工艺流程半导体制造工艺流程 刷洗器刷洗器 硅片刷洗是去除硅片表面颗粒的一种有效的方法。刷洗在 化学机械抛光(CMP)后广泛运用，因为化学机械抛光产生 大量的颗粒。刷洗能去除直径2微米或更小的颗粒。 半导体制造工艺流程半导体制造工艺流程 刷洗器设备刷洗器设备 半导体制造工艺流程半导体制造工艺流程 水清洗水清洗 半导体制造工艺流程半导体制造工艺流程 水清洗水清洗 半导体制造工艺流程半导体制造工艺流程 水清洗水清洗 半导体制造工艺流程半导体制造工艺流程 水清洗水清洗 半导体制造工艺流程半导体制造工艺流程 硅片甩干硅片甩干 半导体制造工艺流程半导体制造工艺流程 干法清洗清洗 半导体制造工艺流程半导体制造工艺流程 Thank you!
