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微电子制造工艺第1章.ppt
第二篇:IC工艺 Chapter 1 Contamination Control and Cleaning Technology for ULSI 重点: 1、ULSI对清洁环境的要求 2、污染的来源 3、污染对成品率的影响 4、常见的几种主要污染类型和处理对策 5、Cleanroom 1.1. 基本污染类型及其对器件的影响 1、颗粒:引起电路的开路和短路 基本要求:器件工艺中能接受的颗粒尺度必须小于最小器件特征尺寸的一半。 颗粒的来源: 空气、人、厂房、水、工艺用化学品、工艺用气体、生产设备 检测:激光扫描(0.1?m) 2、金属杂质: 引入深能级改变少子寿命增加漏电流;过饱和析出形成缺陷团;快速扩散迁移到界面增加表面态;改变栅结构。 污染途径: 来自于化学溶液和制造中的各工序中。 1)化学试剂的纯度:工业纯、化学纯CP、分析纯AR、优级纯GR、光谱纯、电子纯(MOS纯)、 超纯(Ultrapure,total1ppb)、 POUCG(point-of-use chemical generation) 2)气体和化学品输送管道和容器、各种高温设备、人体。 金属离子吸附在Si表面或进入氧化层后几乎无法祛除。 3、有机物污染: 来源于真空设备等的润滑剂、溶剂、清洗剂、潮气、细菌等。 影响对Si表面无机物的清洗;影响氧化栅的生长。 4、天然氧化层: 暴露在室温下的空气或含溶解氧的去离子水中,硅片的表面将被迅速氧化(几秒~几分钟,厚度20~30?)。 影响接触。 去氧ID Water,高真空多腔体设备。 5、静电释放: 工艺中各环节的静电污染产生的电压、电流可能直接损坏芯片;工艺中吸引和吸附尘埃。 1.2 超净技术 1.2.1 超净的要求与发展 (1996) 209E的新补充:U(X)为每立方米中 大于0.02?m的超细微粒不多于X个 1.2.3. 人污染的控制 超净服:高技术聚脂织物,能: 1)对身体产生的颗粒和浮质进行总体控制 2)超净服系统颗粒零释放 3)零静电积累 4)无化学和生物残余物的释放 严格的净化间操作规范 1.2.4 超净厂房的设计与实施要求 布局: 各工序占用面积比例 各工序的相对位子 各净化等级区域的相对 位子 微环境与穿壁式装置 静电释放: 静电消耗性的净化间材料; 接地 空气电离: a)天花板上的离子发射器产生高电场使空气分子电离。导电性空气接触到带电表面时,表面能吸引另一极性的离子来中和掉表面静电荷。 b)软x射线辐射电离。 整体要求: 净化等级 温度22°C 湿度43% 空气质量 室内气压30Pa 噪声60dB 抗振动?3?m/sec 8~10Hz 接地 抗电磁干扰 静电释放 IC生产线投资分布 Building 25% Cleanroom system 25% Central utilities 10% Process utilities 35% Others 5% The quality of cleanroom, process chemicals, DI water, and process gases should be of state-of-the-art. 1.3 硅片清洁技术 1.3.1. 清洗目的 去除残存在表面的尘埃颗粒(抛光)、有机物质、无机非金属沾污(S、各种酸根等)、重金属离子沾污、钠钾离子沾污、天然氧化层等。 1.3.2. 清洗方法 机械、化学 湿法、干法 主要化学溶剂: 有机:甲苯、丙酮、乙醇;三氯乙烯、四氯化碳、苯、合成溶剂 无机酸:HCl、H2SO4、HNO3、王水、HF、 I号液SC-1(H2O:H2O2:NH4OH=5:1:1~7:2:1) II号液SC-2(H2O:H2O2:HCl=6:1:1~8:2:1) 去离子水(Deionized Water) 阳离子交换树脂 如:R(SO3H)+Na+?R(SO3Na)+H+ 阴离子交换树脂 如:R(NOH)+Cl-?R(NCl)+OH- 去离子水的测量 18M?-cm(25°C) DI Water还要进行现场超过滤(0.005?m的颗
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