硅晶圆清洗

半导体制造业面临的最大挑战之一是硅的表面污染 威化饼。最常见的是,硅片仅因暴露于空气中而被污染,空气中含有高度的有机颗粒污染物。由于强的静电力,这些污染物牢固地键合到硅晶圆表面,这给半导体制造行业的人们带来了很多麻烦。

为了正常运行,硅晶片必须完全不含任何污染物。然而,去除这些污染物并不是最简单的任务,因为硅晶圆非常易碎。因此,半导体制造企业必须遵守精心制定的清洁计划,以确保晶片表面恢复清洁状态,同时保持最小的损坏风险。

为了最有效地清洁硅晶片,有机硅制造商推荐以下清洁步骤清单:

第一步:溶剂清洁

半导体制造企业使用溶剂成功去除硅晶片表面的油脂和有机残留物。尽管溶剂确实去除了这些污染物,但溶剂本身实际上也会在晶圆表面上留下残留物。为此,实施了两种溶剂的方法以确保晶片返回到无污染物的状态。溶剂清洁方法概述如下:

  • 准备两个浴,一个装有丙酮的玻璃容器,另一个装有甲醇的容器。
  • 将丙酮容器放在热板上,以将丙酮加热到不超过55°C的温度。
  • 加热后,将硅片在丙酮浴中浸泡10分钟。
  • 丙酮浴结束后,取出硅片并将其放入甲醇容器中5分钟。
  • 时间到后,从甲醇中取出晶圆,然后用去离子水冲洗。
  • 用氮气吹干硅晶片。

第二步:RCA-1清洁

然后,半导体制造行业的人员使用RCA清洁剂去除有机残留物。 RCA清洁氧化硅,并在晶片表面提供一层薄薄的氧化物保护层。 RCA-1清洁方法概述如下:

  • 通过混合5份去离子水和1份氢氧化铵(27%)开始准备RCA浴。
  • 将RCA容器放在热板上以将溶液加热到大约70°C的温度。
  • 达到此温度后,从加热板上取下容器,并加入1份过氧化氢(30%)。一两分钟后溶液会冒泡。
  • 溶液开始起泡后,将硅晶片浸泡约15分钟。
  • 时间用完后,将晶片从RCA浴中取出并放入装有去离子水的容器中,多次更换水以完全冲洗溶液。
  • 此过程之后,请在流水下将晶片从容器中取出,以确保水表面没有残留物粘附到晶片上。

第三步:氢氟酸(HF)浸

半导体制造企业然后执行最后一步,即HF浸蚀,以从硅晶圆表面去除二氧化硅。重要的是要注意,HF是一种危险的化学物质,因此有机硅制造商建议在此步骤中始终穿戴防护装备,例如戴重手套和戴眼镜。 HF浸入过程概述如下:

  • 通过将480毫升水与20毫升HF合并,制成一个HF浸入容器。与玻璃烧杯相反,请始终使用聚丙烯烧杯,因为众所周知,HF与任何玻璃材料接触都会发生危险的反应。
  • 创建解决方案后,将硅晶片浸泡2分钟。
  • 时间到时,取出晶片,并用去离子水冲洗。
  • 通过将去离子水倒在晶片表面上进行润湿性测试。如果水变成小珠并滚落,您将知道该表面是疏水性的并且没有氧化物。
  • 用氮气吹干硅晶片。

执行有机硅制造商建议的上述步骤将有助于半导体制造行业的那些企业克服污染硅晶片的挑战。

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