半导体封装企业名单

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由于新应用的问世，在以往的批处理的方式的清洗工艺基础上正在加速引入单个圆片清洗方式。

LSI制造工艺里的微粒，金属和有机物构成的器件污染危害非常严重，可使LSI电路产品的良率和可靠性下降，因此，在每一工艺流程环节里多要清除掉付着在硅圆片上的污染物。

防止把污染代到下一到工序。

由于清除硅圆片污染物的工艺。

正是本文将要介绍的半导体清洗工艺。

半导体清洗工艺是LSI制造工艺全部过程成中不可缺少的工艺流程，该道工序利用次数约占全部工序利用次数的20%- 25%，使用频度相当高，下图图1*清洗是大规模集成电路制造过程里不可缺少的工艺环节清洗工艺是与大规模集成电路制造工艺精密相关的必要工艺，清洗工序利用率在全部制造工序里很高，清晰工序的利用次数约占全部工序利用次数的20%-50%随着LSI工艺技术向精细化方向迈进，硅圆片清洗工艺的重要性比以往更为突出。

虽然在设计线LSI电路是允许少许的污染物存在，但是还是会直接影响电路的良率和可靠性，于是如何清洗这些轻微的污染物也是越来越高的技术要求，详细情况如图2所示开始批量生产日期（年）2013工艺技术时代DRAM半间距（纳米）32硅圆片直径（毫米允许的微粒最大直径（纳米）403532.528.522.52017.516允许的微粒数量.每平方厘米基板表面允许的金属原子数量（10的10次方）个0.50.50.50.50.50.50.50.50.5背面的微粒直径（微米）0.20.160.160.160.160.140.140.140.14硅氧化膜和硅氧化膜削减（纳米）0.80.70.50.40.40.40.40.40.4图2在半导体精细化的过程里对清洗技术要求很高。

随着半导体工艺技术向精细化方向迈进，轻微的污染多影响大规模集成电路的良率和可靠性。

图2的内容根据国际半导体技术指南的(ITRS)数据本文将先说明硅圆片清洗的基本原理，然后介绍LSI精细化带来的新技术课题，最后介绍的技术开发现状。

以不同的药水清洗4种不同的污染物附着在硅圆片上成为LSI电路污染源的物质，大体上有以下4中：微粒，自然氧化物，金属和有机物。

用于清楚这些污染物的标准方法是“RCA清洗”方法，他是利用高纯度的纯净（去离子）水和药水。

把附着在硅圆片上的污染物分离开来或溶解之后实现清楚的方法。

半导体清洗的基本概念从1970年开始有美国无限电公司(RCA)的W.Kern先生倡导.RCA清洗工艺技术的特点在于按照应该被清除的污染物种类选用相应的清洗药水，按照顺序进行不同的药水的清洗工艺，就可以清除掉所有附着在硅圆片上的各种污染物。

根据对应的污染物种类，在清洗工艺里(图3)大体上使用以下4种药水1氨水和过氧化氢以及纯水的混合液简称AOM (ammonia peroxide mixture), 2氟酸和纯水的混合液，也叫做稀释的氢氟酸DHF(dilutedHF) 3硫酸和过氧化氢的混合液简称4盐酸和过氧化氢以及纯水的混合液简称SPM (sulfuricperoxide mixture); 4 HPM (hydrochloric peroxide mixture ).用药水清洗之所以能提高LSI。

电路的良率，关键在于正确地运用干燥方法处理清洗后的硅圆片。

若没有从清洗后的硅圆片上完全把残余的药水除掉，则它容易成为新的污染，因此，结合清洗方式和清洗对对象，选取最佳的干燥方式是十分重要的。

药水名称分子结构清洗温度（°c）清除的对象APMNH4OH/H2O2/H2O20︿﹀80微粒/有机物DHF/H2O20︿﹀25氧化膜SPMH2SO2/H2O280︿﹀150金属/有机物HPMHCI/H2O2/H2O20︿﹀80金属图3根据要清除的对象分别使用相应的清洗药水。

在RCA清洗工艺清里，按照不同的药水的清洗工艺顺序进行清洗，就可以把所有附着在硅圆片上的各种污染物清除掉利用药水和超声波清除微粒当清除附着在硅圆片的微粒时，使用APM药水，参阅图4所示。

按照以下工艺流程进行操作：首先，由作为强氧化剂的过氧化氢把硅圆片的表面氧化，形成薄的二氧化硅膜；随后，由NH4OH对进行二氧化硅膜蚀刻；通过这种措施把微粒从硅圆片表面上剥离开来。

同时由强氧化剂过氧化氢把硅膜氧化，形成二氧化硅。

因为这层薄膜上不能在附着微粒，所以它是硅圆片表面的保护膜，具备可防止污染物附着的作用，在包含有NH4OH的碱性溶液里，被清除的微粒和二氧化硅膜都带有同样的电位，相互排斥，不可能在相互吸附。

在用APM构成的清除微粒的工艺流程里,利用由超生波构成的物理清洗作用强化了由药水构成的化学清洗作用，这是因为，药水一受到超声波的振动便产生气泡，气泡破裂之时产生的冲击力可把微粒从硅圆片上剥离开来，从而强化了清洗作用。

图4利用硅圆片表面氧化和蚀刻工艺方法清除微粒当清除附着在硅圆片表面的微粒时，使用作为氨水和过氧化氢以及纯水APM混合液的药水进行清洗用氢氟酸清除自然氧化物对于硅圆片表面的自然氧化物，可用稀释氢氟酸的药水清洗掉,作为强酸的氢氟酸,利用它能溶解二氧化硅的作用,可清除自然氧化膜,详细情况如图5所示在利用稀释的氢氟酸清洗硅圆片的工艺流程里，将会产生一种在使用其他的3种药水实现清洗都不会发生的独特问题，当对清洗后的硅圆片进行干燥时，在硅圆片表面上堆积一种叫做水痕的(water mark)二氧化硅水合物(SIO2-nH2O)请参阅图6所示，这种水痕会防碍后续工艺，结果导致产品的良率降低，因此，在使用稀释的氢氟酸清洗硅圆片的工艺流程里，要特别主意当进行干燥时必须采取措施（下文里有介绍）千万不可出现水痕迹现象。

在使用稀释的氢氟酸清洗过程之中之所以产生水痕，是因为干燥清洗后的硅圆片很容易使纯水滴残留在硅圆片上，而水滴里溶解的氧气侵蚀硅表面，致使在疏水性的硅圆片表面干燥后呈现出水痕斑斑的难堪景象，相比之下其他3种药水里多含有过氧化氢，使硅圆片表面被氧，由于被具有亲水性的二氧化硅覆盖。

于是纯水不容易残留。

也就没有图6所示的生成水痕的机制。

所以根本不会产生水痕迹现象。

以强酸清除金属和有机物对于硅圆片上附着的金属可以利用SPM和HPM药书清除。

参阅图7所示。

利用SPM药水中的硫酸和HPM药水种的盐酸各自所具有的强氧化能力，可把金属溶解在药水里进行清除。

在利用SPM和HPM进行清洗的工艺过程中，控制药水进行清洗的工艺流程中，控制药水的氢离子浓度(Ph)和还原电位是最重要的，因为根据Ph值和氧化还原电位值才能决定金属正处于那种状态氧化还原电位已变成表征药水具有把金属氧化或还原能力的指标，冽如药水的(Ph)值，在SPM药水里是由硫酸(在HPM药水由盐酸)的浓度控制的而氧化还原电位是由上述药水的酸浓度和过氧化氢的浓度两种浓度控制的，当要清除附着在硅圆片上的有机物时，必须要使用一种含有硫酸和过氧化氢而且还要具备分解有机物能力的SPM药水，详细情况请参阅图8所示。

成为大规模集成电路污染原因的最具代表性有机物，正是在光刻曝光工艺里使用的感光胶。

当经过这一工艺流程之后。

虽然利用O2等离子实现消除的清除感光胶工艺处理。

但是往往都有残存的感光胶。

在这种情况下，为了清除残存的赶感光胶有机物，就需要通过更强的氧化能力的高温硫酸处理，使碳原子氧化,变成二氧化碳之后被清除掉。

ˉ图5利用氢氟酸清楚自然氧化膜。

在硅圆片表面上生成的自然氧化膜，可利用稀释的氢氟酸（DHF）进行清除，因为，作为强酸的氢氟酸(HF)可把二氧化硅膜溶解掉图10关键在于适应铜/低介电常数值膜等新材料需求进行新技术开发由于布线工艺里引入铜/低介电常数值膜等新材料，对应新材料的清洗工艺开发就变的越来越重要。

图11在物理损伤里的实例是微细图形遭到破坏。

对于线条精细且纵横比大的图形由于仅仅受到超声波振动的轻微力作用，便容易被破坏，图12采用二流体清洗技术缓解物理损伤。

由喷嘴喷射出的氮气流和药水雾滴流冲向硅圆片表面并沿着圆片的径向扫描，同时硅圆片不停地旋转，于是硅圆片获得均匀而又全面地清洗，这样地清洗方式，不损伤硅圆片表面地图形，图13隔绝氧气之后可防止产生水痕现象。

在利用氮气地干燥工艺过程中，由于硅圆片周围处于受氮气包围地低氧状态，即使是硅圆片表面具有疏水性也不容易产生水痕现象。

图14利用臭氧水处理以后地硅圆片表面适合以原子层沉积法ALD生成绝缘膜。