半导体硅片工艺中有一个是 RCA cleaning 是什么意思?

半导体硅片工艺中有一个是 RCA cleaning 是什么意思?,第1张

RCA cleaning 就是采用RCA方法来清洗的意思。RCA是一种典型的、普遍使用的湿式化学清洗法,该清洗法主要包括以下几种清洗液: (1)SPM:H2SO4 /H2O2 120~150℃ SPM具有很高的氧化能力,可将金属氧化后溶于清洗液中,并能把有机物氧化生成CO 2和H2O。用SPM清洗硅片可去除硅片表面的重有机沾污和部分金属,但是当有机物沾污特别严重时会使有机物碳化而难以去除。 (2)HF(DHF):HF(DHF) 20~25℃ DHF可以去除硅片表面的自然氧化膜,因此,附着在自然氧化膜上的金属将被溶解到清洗液中,同时DHF抑制了氧化膜的形成。因此可以很容易地去除硅片表面的Al,Fe,Zn,Ni等金属,DHF也可以去除附着在自然氧化膜上的金属氢氧化物。用DHF清洗时,在自然氧化膜被腐蚀掉时,硅片表面的硅几乎不被腐蚀。 (3)APM (SC-1):NH4OH/H2O2 /H2O 30~80℃ 由于H2O2的作用,硅片表面有一层自然氧化膜(SiO2),呈亲水性,硅片表面和粒子之间可被清洗液浸透。由于硅片表面的自然氧化层与硅片表面的Si被NH 4OH腐蚀,因此附着在硅片表面的颗粒便落入清洗液中,从而达到去除粒子的目的。在 NH4OH腐蚀硅片表面的同时,H2O 2又在氧化硅片表面形成新的氧化膜。 (4)HPM (SC-2):HCl/H2O2/H2 O 65~85℃ 用于去除硅片表面的钠、铁、镁等金属沾污。在室温下HPM就能除去Fe和Zn。 清洗的一般思路是首先去除硅片表面的有机沾污,因为有机物会遮盖部分硅片表面,从而使氧化膜和与之相关的沾污难以去除;然后溶解氧化膜,因为氧化层是“沾污陷阱”,也会引入外延缺陷;最后再去除颗粒、金属等沾污,同时使硅片表面钝化。

晶圆(WAFER):多指单晶硅圆片,由普通硅沙拉制提炼而成,是最常用的半导体材料。按其直径分为4英寸、5英寸、6英寸、8英寸、12英寸等规格,近来已经发展出16英寸甚至更大规格。晶圆越大,同一圆片上可生产同规格的IC就多,可有效降低IC成本。

半导体晶圆制造的基本原理,主要是将经过精密设计的电路,藉由光罩逐层(Layer by Layer)的转移至矽晶圆上,以制造出所需的IC产品。主要的加工步骤包括化学清洗(Chemical clean)、氧化∕薄膜沈积(Oxidation∕Metal deposition)、光罩投影(Photolithography)、蚀刻(Etching)、离子植入(Ion implant)、扩散(Diffuse)、光阻去除、检验与量测等[34],总加工步骤随著历年曝光方式的改变及线路线宽的减少而与日遽增。以动态随机存取记忆体(DRAM)为例,制作过程非常困难且繁复,如将量测与检验等步骤纳入考量,总制程步骤已超过五百道以上。

晶圆制造的基本流程,是将矽晶圆投入制程中,经过化学清洗、氧化∕薄膜沈积等程序后,会於矽晶圆表面形成一层矽氧化膜,此薄膜经过上光阻液、并配合光罩於黄光区进行曝光、显影,就可将光罩上的电路图移转至矽晶圆上。经过特殊光线照射后的光阻液会产生变化,使得此部份的光阻液可利用化学药品或腐蚀性气体去除而露出矽氧化膜,此为蚀刻(Etching)过程。露出的矽氧化膜经离子植入制程,於晶圆表面植入硼、砷和磷等离子,以形成半导体电子元件。接下来以金属贱镀的方式,於晶圆表面贱镀能够导电的金属层,以连接电子元件,并以表面绝缘保护,就可完成其中一个层(Layer)的制造。如此一层一层的层叠架构,就可将电路图完全的移转至矽晶圆上,完成所制造的IC产品,不同功能的IC产品所需的层数也不相同,视其复杂度而定。以下便针对上述几个单元制作略述其制造、生产特性以及所使用的设备。

可以饮用,但必须确保是去离子水而不是无色无味的化学药液。

带RO反渗膜的家用净水机和超市卖的不添加氯化镁/钙的纯净水其实就是去离子水。半导体工厂的去离子水和超市里的纯净水都是经过反渗膜过滤的去离子水,不过半导体工厂的去离子水杂质和离子去除率更高。

长期大量喝纯净水/去离子水会导致矿物质缺乏,如缺钙,但不是很严重,食物里还是含有很多矿物质。

据说很多实验室会用某哈哈纯净水代替去离子水,效果不错,杂质少离子少,价格比专门买去离子水便宜很多。

半导体从业者对芯片都有一定程度的了解,但我相信除了在晶圆厂的人外,很少有人对工艺流程有深入的了解。在这里我来给大家做一个科普。首先要做一些基本常识科普:半导体元件制造过程可分为前段制程(包括晶圆处理制程、晶圆针测制程);还有后段(包括封装、测试制程)。

零、概念理解 所谓晶圆处理制程,主要工作为在硅晶圆上制作电路与电子元件(如电晶体、电容体、逻辑闸等),为上述各制程中所需技术最复杂且资金投入最多的过程 ,以微处理器(Microprocessor)为例,其所需处理步骤可达数百道,而其所需加工机台先进且昂贵,动辄数千万一台,其所需制造环境为为一温度、湿度与 含尘(Particle)均需控制的无尘室(Clean-Room),虽然详细的处理程序是随著产品种类与所使用的技术有关;不过其基本处理步骤通常是晶圆先经过适 当的清洗(Cleaning)之後,接著进行氧化(Oxidation)及沈积,最後进行微影、蚀刻及离子植入等反覆步骤,以完成晶圆上电路的加工与制作。

晶圆针测制程则是在制造好晶圆之后,晶圆上即形成一格格的小格 ,我们称之为晶方或是晶粒(Die),在一般情形下,同一片晶圆上皆制作相同的晶片,但是也有可能在同一片晶圆 上制作不同规格的产品;这些晶圆必须通过晶片允收测试,晶粒将会一一经过针测(Probe)仪器以测试其电气特性, 而不合格的的晶粒将会被标上记号(Ink Dot),此程序即 称之为晶圆针测制程(Wafer Probe)。然後晶圆将依晶粒 为单位分割成一粒粒独立的晶粒。

IC封装制程(Packaging):利用塑胶或陶瓷包装晶粒与配线以成集成电路;目的是为了制造出所生产的电路的保护层,避免电路受到机械性刮伤或是高温破坏。而后段的测试则是对封装好的芯片进行测试,以保证其良率。


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