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1、1引言目前,半导体行业中广泛使用的清洗方法仍是RCA(美国无线电公司)清洗法。但在向下一代65nm节点的迈进中,新结构的纳米器件对于清洗设备不断提出了新的挑战,因而对硅片表面各种污染物的控制规定了纳米微粒去除的特殊要求。根据国际半导体技术发展路线图计划,当半导体器件从90nm提升到65nm工艺时,必须将清洗过程屮单晶硅和氧化硅的损失量从0.1nm减小到0.05nm[1]。这就对新一代清洗设备和清洗技术提出了无损伤和抑制腐蚀的新工艺要求,所以研发新颖的、合适的硅片表面的纳米微粒清洗技术势在必行。目前,最流行的新的清洗法是使用HF/O3对硅片进行清洗[3,4],该清洗法使用较RCA
2、清洗法少的化学试剂与清洗步骤,同时可以达到更优的清洗效果;但对该清洗法又有两种不同的应用,即槽式清洗和单片清洗,下文将对这两种清洗法进行介绍。3HF/O3槽式清洗法臭氧为空气中氧分子受到高能量电荷激发时的产物。臭氧的特性为不稳定气体,具有强烈的腐蚀性和氧化性。在常温常压下,臭氧在水中的饱和水溶解度约为15?0-6。臭氧的氧化还原势比H2SO4,HC1,H2O2的都高,因此用臭氧超净水去除有机物及金属的效率比SPM、HPM(SC-2)等传统方法要高。另外,该清洗办法可以在室温下进行,且不用进行废液处理,故比传统的RCA清洗法有较大优势[5]。德国ASTEC[6]公司按照此思路设计
3、了一套基于HF/O3清洗的清洗与干燥工艺,叫作ACD(asteccleananddry)清洗法。该清洗法由AC(astecclean)与AD(astecdry)两部分组成,现可以广泛使用于300mm硅片的清洗。该清洗法主要使用DI-water,HF与03,另夕卜可以根据工艺的需要适当的加入表面活性剂进行清洗,同时也可以配合兆声波的使用。使用ACD清洗法可以大大减少DI-water(纯水冲洗)以及化学试剂的使用量,同时可以将清洗步骤简化,大大节省洁净间的面积,标准的ACD清洗步骤如下:ASTEC清洗法-纯水冲洗-ASTEC干燥法。在标准的AC清洗中,将同时使用DI-water、H
4、F,03,表面活性剂与兆声波。由于03具有非常强的氧化性,可以将硅片表面的有机沾污氧化为C02和H20,达到去除表面有机物的目的,同时可以迅速在硅片表面形成一层致密的氧化膜;HF可以有效的去除硅片表面的金属沾污,同时将03氧化形成的氧化膜腐蚀掉,在腐蚀掉氧化膜的同时,可以将附着在氧化膜上的颗粒去除掉,兆声波的使用将使颗粒去除的效率臾高,而表面活性剂的使用[7],可以防止已经清洗掉的颗粒重新吸附在硅片表面。AC清洗法对颗粒的去除率如图2所示,由图可见,颗粒的一次去除率约为90%。在AD干燥法中,同样使用HF与03。整个工艺过程可以分为液体中反应与气相处理两部分。首先将硅片放入充满
5、HF/03的干燥槽中,经过一定时间的反应后,硅片将被慢慢地抬出液面;由于HF酸的作用,硅片表面将呈疏水性,因此,在硅片被抬出液面的同时,将自动达到干燥的效果。在干燥槽的上方安装有一组03的喷嘴,使得硅片被抬出水面后就与高浓度的03直接讓触,进而在硅片表面形成一层致密的氧化膜。在采用AD干燥法的同时,可以有效地去除金属沾污。该干燥法可以配合其他清洗工艺来共同使用,干燥过程本身不会带来颗粒沾污,由图3可见干燥后硅片表面颗粒未发现增长。经过ACD清洗法清洗后硅片表面的金属沾污(Fe,Cu,Ni,Zn,Cr等)可以达到?09atoms/cm2,从而可以满足300mn硅片的使用要求。太阳
6、能硅片清洗的作用原理太阳能硅片清洗剂:太阳能硅片清洗剂适用于硅片的表面清洗处理,太阳能硅片清洗剂能有效清除太阳能硅片表面线切后残留的污染物,使硅片表面洁净均一。硅片清洗剂:硅片清洗剂适用于硅片的表面清洗处理,硅片清洗剂能有效清除太阳能硅片表面线切后残留的污染物,使硅片表面洁净均一。太阳能硅片清洗剂,在硅片的制备过程中,每一道工序都涉及到清洗,而且清洗的好坏直接影响下一道工序,甚至影响器件的成品率和可靠性。晶片生产中每一道工序存在的潜在污染,都可导致缺陷的产生和器件的失效。因此,硅片的清洗引起了专业人士的重视。以前很多厂家都用手洗的方法,这种方法人为的因素较多,一方面容易产生碎片
7、,经济效益下降,另一方面手洗的硅片表面洁净度差,污染严重,使下道工序化抛腐蚀过程中的合格率较低。所以,硅片的清洗技术引起了人们的重视,找到一种简单有效的清洗方法是当务之急。高性能的太阳能硅片清洗剂,可高效去除硅片表面吸附的微粒以及无机和有机污染物,同时具有泡沫少、气味很小、环保等优点。2传统的硅片湿法清洗和干法淸洗技术2.1污染物杂质的分类根据污染物产生的原因,大致可将它们分为颗粒、有机物杂质、金属污染物三类。(1)颗粒:主要是一些聚合物、光致抗蚀剂等。颗粒的存在会造成Ic芯片短路或大大降低