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半导体湿法清洗工艺引言：半导体湿法清洗工艺是半导体制造过程中的关键步骤之一。
在半导体制造过程中，清洗工艺的质量直接关系到半导体产品的性能和可靠性。
本文将从湿法清洗的原理、工艺流程以及常见的清洗溶液等方面进行介绍。
一、湿法清洗的原理湿法清洗是指利用化学反应或物理作用将半导体表面的杂质、氧化物和有机物等污染物去除的方法。
清洗的目的是为了提高半导体表面的洁净度，减少杂质对器件性能的影响。
在湿法清洗中，常用的化学反应有酸碱中和反应、氧化还原反应等。
物理作用包括溶解、扩散、吸附等。
二、湿法清洗的工艺流程湿法清洗工艺流程通常包括预清洗、主清洗和后清洗等步骤。
1. 预清洗：预清洗是将半导体器件浸泡在预清洗溶液中，去除大部分的杂质和有机物。
常用的预清洗溶液有去离子水、酸碱溶液等。
2. 主清洗：主清洗是采用一定的清洗溶液对半导体器件进行深度清洗。
常用的主清洗溶液有酸、碱、氧化剂等。
清洗时间和温度需要根据具体的清洗要求进行调整。
3. 后清洗：后清洗是将清洗后的半导体器件进行最后的处理，去除残留的清洗溶液和杂质。
常用的后清洗溶液有去离子水、纯净水等。
三、常见的清洗溶液在半导体湿法清洗工艺中，常见的清洗溶液有硝酸、盐酸、氢氟酸、过氧化氢等。
1. 硝酸：硝酸是一种强氧化剂，可以去除半导体表面的有机物和氧化物。
但是硝酸对一些金属有腐蚀作用，需要谨慎使用。
2. 盐酸：盐酸是一种常用的酸性清洗溶液，可以去除半导体表面的氧化物和杂质。
但是盐酸也对一些金属有腐蚀作用，使用时需要注意控制浓度和清洗时间。
3. 氢氟酸：氢氟酸是一种强酸，可以去除半导体表面的氧化物和硅酸盐等。
但是氢氟酸对人体有较大的危害，需要在严格的安全条件下使用。
4. 过氧化氢：过氧化氢是一种氧化性较强的清洗溶液，可以去除半导体表面的有机物和氧化物。
过氧化氢对一些金属有腐蚀作用，需谨慎使用。
结论：半导体湿法清洗工艺是半导体制造过程中不可或缺的一环。
通过湿法清洗可以有效去除半导体表面的杂质和氧化物，提高半导体产品的性能和可靠性。
半导体工艺-晶圆清洗(精)晶圆清洗摘要：介绍了半导体IC制程中存在的各种污染物类型及其对IC制程的影响和各种污染物的去除方法, 并对湿法和干法清洗的特点及去除效果进行了分析比较。
关键词：湿法清洗；RCA清洗；稀释化学法；IMEC清洗法；单晶片清洗；干法清洗中图分类号：TN305.97 文献标识码：B 文章编号：1003-353X(2003)09-0044-041前言半导体IC制程主要以20世纪50年代以后发明的四项基础工艺（离子注入、扩散、外延生长及光刻）为基础逐渐发展起来，由于集成电路内各元件及连线相当微细，因此制造过程中，如果遭到尘粒、金属的污染，很容易造成晶片内电路功能的损坏，形成短路或断路等，导致集成电路的失效以及影响几何特征的形成。
因此在制作过程中除了要排除外界的污染源外，集成电路制造步骤如高温扩散、离子植入前等均需要进行湿法清洗或干法清洗工作。
干、湿法清洗工作是在不破坏晶圆表面特性及电特性的前提下，有效地使用化学溶液或气体清除残留在晶圆上之微尘、金属离子及有机物之杂质。
2污染物杂质的分类IC制程中需要一些有机物和无机物参与完成，另外，制作过程总是在人的参与下在净化室中进行，这样就不可避免的产生各种环境对硅片污染的情况发生。
根据污染物发生的情况，大致可将污染物分为颗粒、有机物、金属污染物及氧化物。
2.1 颗粒颗粒主要是一些聚合物、光致抗蚀剂和蚀刻杂质等。
通常颗粒粘附在硅表面，影响下一工序几何特征的形成及电特性。
根据颗粒与表面的粘附情况分析，其粘附力虽然表现出多样化，但主要是范德瓦尔斯吸引力，所以对颗粒的去除方法主要以物理或化学的方法对颗粒进行底切，逐渐减小颗粒与硅表面的接触面积，最终将其去除。
2.2 有机物有机物杂质在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。
半导体制造-清洗工艺介绍引言半导体制造是一个复杂且精密的过程，其中清洗工艺是非常重要的一环。
清洗工艺旨在去除半导体表面的杂质、污染物和残留物，以保证半导体器件的性能和可靠性。
本文将介绍半导体制造中常见的清洗工艺，包括湿法清洗和干法清洗，并重点讨论其中的一些关键技术。
湿法清洗湿法清洗是半导体制造中常用的清洗方法之一。
通过使用溶剂和化学溶液来去除表面污染物。
下面介绍几种常见的湿法清洗方法：酸洗酸洗是一种常见的湿法清洗方法，主要用于去除金属表面的氧化物、铁锈和有机物。
酸洗的主要原理是利用酸性溶液对金属表面进行腐蚀，将污染物溶解掉。
常用的酸洗溶液包括盐酸、硝酸和磷酸等。
酸洗的注意事项包括控制酸洗液的浓度和温度，防止过度腐蚀和金属表面的受损。
碱洗碱洗是另一种常见的湿法清洗方法，主要用于去除表面的有机污染物和胶质物。
碱洗的原理是利用碱性溶液的腐蚀性，将污染物溶解掉。
一般常用的碱洗溶液包括氨水、氢氧化钠和氢氧化钙等。
碱洗的注意事项包括控制碱洗液的浓度和浸泡时间，以避免过度腐蚀和引起其它问题。
水洗水洗是清洗工艺中的基础步骤，主要用于去除酸洗或碱洗后残留的酸碱溶液和溶解的污染物。
清洗时使用去离子水或超纯水，以减少金属离子、离子和微粒对器件的损害。
水洗的重要性在于去除表面的离子和杂质，确保半导体器件的性能和可靠性。
干法清洗与湿法清洗相比，干法清洗更适用于对表面精度要求较高的情况。
干法清洗一般使用气体或等离子体来去除表面的污染物。
下面介绍几种常见的干法清洗方法：高压气体清洗高压气体清洗是一种通过高速喷射气体来清洗半导体表面的方法。
通过气体的冲击力和气体分子的热量，将表面颗粒和污染物去除。
常用的气体包括氧气、氮气和氩气等。
高压气体清洗的优点在于不会对表面造成机械损伤，并且能够清除微小的颗粒和残留物。
等离子体清洗等离子体清洗是一种通过等离子体来清洗表面的方法。
等离子体是一种激发状态下的气体，具有高能量和高活性，可以去除表面的污染物和杂质。
半导体工艺晶圆清洗（精）培训课件半导体工艺-晶圆清洗(精)晶圆清洗摘要：介绍了半导体IC制程中存在的各种污染物类型及其对IC制程的影响和各种污染物的去除方法, 并对湿法和干法清洗的特点及去除效果进行了分析比较。
关键词：湿法清洗；RCA清洗；稀释化学法；IMEC清洗法；单晶片清洗；干法清洗中图分类号：TN305.97 文献标识码：B 文章编号：1003-353X(2003)09-0044-041前言半导体IC制程主要以20世纪50年代以后发明的四项基础工艺（离子注入、扩散、外延生长及光刻）为基础逐渐发展起来，由于集成电路内各元件及连线相当微细，因此制造过程中，如果遭到尘粒、金属的污染，很容易造成晶片内电路功能的损坏，形成短路或断路等，导致集成电路的失效以及影响几何特征的形成。
因此在制作过程中除了要排除外界的污染源外，集成电路制造步骤如高温扩散、离子植入前等均需要进行湿法清洗或干法清洗工作。
干、湿法清洗工作是在不破坏晶圆表面特性及电特性的前提下，有效地使用化学溶液或气体清除残留在晶圆上之微尘、金属离子及有机物之杂质。
2污染物杂质的分类IC制程中需要一些有机物和无机物参与完成，另外，制作过程总是在人的参与下在净化室中进行，这样就不可避免的产生各种环境对硅片污染的情况发生。
根据污染物发生的情况，大致可将污染物分为颗粒、有机物、金属污染物及氧化物。
2.1 颗粒颗粒主要是一些聚合物、光致抗蚀剂和蚀刻杂质等。
通常颗粒粘附在硅表面，影响下一工序几何特征的形成及电特性。
根据颗粒与表面的粘附情况分析，其粘附力虽然表现出多样化，但主要是范德瓦尔斯吸引力，所以对颗粒的去除方法主要以物理或化学的方法对颗粒进行底切，逐渐减小颗粒与硅表面的接触面积，最终将其去除。
2.2 有机物有机物杂质在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。
半导体湿式清洗设备湿式清洗．晶圆洗净的目的－主要清除晶圆表面的脏污，如微粒(Particle) 、有机物(Organic)及金属离子等杂质，此外如Gate oxide 层的微粗糙(Micro-roughness)及自然氧化物(Native Oxide)清除亦在洗净制程的范畴．效果包含－芯片清洗－蚀刻－Lift-off污染源对电子组件的影响影响洗净效果的因素．洗净制程的化学配方(Recipe)．洗净程序(Sequence)．除湿干燥的技术配方与洗净目标．化学配方与洗净目标，RCA-recipe1.微粒与污染源微粒来源．微粒来源－来自洗净用的去离子纯水(DI water)，化学品(Chemicals) 及气体(Gases)或其它制程遗留的杂质或洁净室中所沾染的dust．微粒附着于晶圆表面所受的吸附力－Electrostatic force－Varder Wals force－Capillary force－Chemical bond－Surface topography force微粒去除的机制微粒去除的机制．超音波振荡器去除微粒的过程金属杂质．来源–洗净材料的化学品，纯水、气体的金属杂质及制程所引发的，如离子植入，RIE干蚀刻、光阻去灰等．金属杂质含量需在1010 atom/cm2以下，方可确保电子组件的品质及良率有机污染源．有机污染源－来自光阻残留物、晶舟、晶盒及洁净室环境的建材，如油漆，机台等．污染源造成－阻绝洗净的效果，或阻绝离子化学蚀刻形成蚀刻不良－对Gate oxide 的厚度均匀性与Breakdown voltage2.光阻与配方光阻去除溶液．主要光阻去除溶液－Caro Clean or Piranha Clean(SPM, H2SO4:H2O2=4:1 @110 oC~130 oC)缺点: H2O2不易维持稳定浓度－H2SO4 + O3O3易含有重金属，需经纯化处理－Chilled DI + O3利用O3分解的氧原子和有机光阻反应，可免H2SO4使用，低残留硫含量自然氧化物．晶圆表面因曝露在空氧中或浸泡在纯水中，造成表面的氧化，约5~10A 厚度，或在化学洗净过程中，接触强氧化剂，如 H2O2 而在表面生成一层氧化物．影响－对Gate oxide 的厚度均匀性与Breakdown voltage自然氧化物的去除．DHF-Last –在最后一站浸入(100:1 DHF)中，以去除Native Oxide．HF + H2O2 (FPM-Last) –在最后一站，浸入FPM混合液(0.5%HF+ 10% H2O2)溶液中，HF去除Oxide， H2O2去除金属杂质．HF + IPA (HF/IPA-Last) –在最后一站，浸入(0.5%HF+ IPA<1000ppm)溶液中，HF去除Oxide ， IPA去除微粒．HF Vapor –将晶圆放入蒸气室中，将其抽成真空后，利用氮气作为载气，通入HF Vapor ，可去除Oxide表面微粗糙度．化学药剂的使用是影响表面粗糙度的主因:－浓度比例－温度－浸泡时间－洗净制程以SC1洗净影响最大，可达 Ra=0.6 nm－蚀刻制程以Conventional BHF影响最大，可达 Ra=0.9 nm湿式洗净技术．RCA-Clean 配方－去除微粒，金属杂质及有机污染－应用于空白芯片进入炉管长Oxide 前之清洗RCA-Clean 配方．RCA-clean is the first developed cleaning process for bare and oxidized silicon wafer．Process was introduced to RCA device fabrication center in 1965 and released in 1970．Chemical principles:－H2O2 at high pH condition is a powerful oxidant－NH4OH is a strong complexant for metallic impurities－HCl in H2O2 forms soluble Alkali and metal salts－Mixtures formulated not to attack Si or SiO2湿式洗净配方．Modified RCA-Clean –加上清除光阻及有机物能力，增加硫酸清洗，如SPM/SOM(SPM= H2SO4 + H2O2, SOM= H2SO4 + O3)湿式洗净配方．SPM Clean－用于PSG，BPSG 沈积或全面离子植入后的清洗。
