Analyse des Kern-Nassreinigungsprozesses

I． RCA-Standardwaschanlage

Die RCA-Reinigungsmethode ist eine klassische Nassreinigungssequenz, die aus zwei Hauptschritten besteht:

SC1-Reinigungslösung

Zusammensetzung: Ammoniak, Wasserstoffperoxid und entionisiertes Wasser werden im Verhältnis NH gemischt₄OH:H₂O₂:H₂O=1:2:10

Prozessbedingungen: Die Temperatur wird normalerweise auf 50 ± 3 Grad geregelt. Funktion: Die Lösung wird hauptsächlich zur Entfernung von Partikelverschmutzungen auf der Oberfläche von Siliziumwafern verwendet und kann leichte organische Stoffe und einige Leichtmetallverunreinigungen entfernen. Der Mechanismus besteht darin, dass Ammoniak die Siliziumoberfläche in einer kleinen Menge gleichmäßig ätzt und gleichzeitig Wasserstoffperoxid die Oberfläche oxidiert und die Partikel unter der Wirkung der elektrostatischen Abstoßung durch Anpassen des Oberflächenpotentials abfallen lässt

SC2-Reinigungsflüssigkeit

Zusammensetzung: Salzsäure, Wasserstoffperoxid und entionisiertes Wasser

HCl:H₂O₂: H₂Mischprozessbedingungen im Verhältnis O=1:2:5: Die Temperatur beträgt ebenfalls 50 ± 3 Grad. Funktion: Die Kernfunktion dieser Lösung besteht darin, metallische Verunreinigungen zu entfernen. Salzsäure kann mit einer Vielzahl von Metallionen lösliche Chlorkomplexe bilden, um Schwermetallverunreinigungen wie Alkalimetalle und Übergangsmetalle effektiv aufzulösen und zu entfernen.

II．SPM-Reinigung

SPM ist eine leistungsstarke Reinigungslösung zur Entfernung hartnäckiger organischer Stoffe

Zusammensetzung: Schwefelsäure und Wasserstoffperoxid werden im Verhältnis H₂SO gemischt₄:H₂O₂,=5∶1 Prozessbedingungen: durchgeführt bei einer hohen Temperatur von 130 ± 5 Grad,

Funktion: Wird hauptsächlich zum Entfernen von Fotolack und anderen komplexen organischen Schadstoffen verwendet. Hochtemperaturkonzentrierte Schwefelsäure sorgt für starke Oxidation und Dehydrierung und kann organische Substanzen effektiv zersetzen.

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III.Silikatätzen: DHF und BHF/BOE

Diese Prozessreihe wird zum kontrollierten Ätzen von Siliciumdioxid-Medienschichten verwendet.

1.DHF

Einleitung: Das heißt, verdünnte Flusssäure.

Typisches Verhältnis: Verdünnung nach Volumenverhältnis HF (49 %): H₂O=1:100 oder 1:10.

Prozessbedingungen: Wird normalerweise bei 25 ± 1 Grad durchgeführt.

Funktion: Zum Ätzen von thermisch gewachsenem Siliciumdioxid und zum Entfernen der natürlichen Oxidschicht von der Siliciumoberfläche. Die Reaktionsgleichung lautet: SiO₂+6HF=H₂SiF₆. +2H₂O. Nach dem Entfernen der primären Oxidschicht wird die Siliziumoberfläche hydrophob.

2.BHF/BOE

Einleitung: Das heißt, gepufferte Flusssäure, bestehend aus Flusssäure und Ammoniumfluorid. Typisches Verhältnis: NH₄F:HF=10:1 (häufig verwendet)

Prozessbedingungen: Die Temperatur wird normalerweise auf 25/26,5 ± 1 Grad geregelt

Funktion und Prinzip: Wird verwendet, um eine gleichmäßige und stabile Silica-Ätzung zu erreichen. Die Pufferwirkung von Ammoniumfluorid hält die Konzentration der HFz-Ionen in der Lösung aufrecht, stabilisiert die Ätzrate und verhindert Probleme bei der Wiederholbarkeit des Prozesses, die durch Schwankungen der HF-Konzentration verursacht werden. Gleichzeitig kann durch seinen stabilen pH-Wert eine Erosion der Fotolackmaske vermieden werden.

IV.HPO-Reinigung: Selektives Ätzen von Siliziumnitrid

Zur selektiven Entfernung der Siliziumnitridschicht wird thermische Phosphorsäure eingesetzt

Prozessbedingungen: Phosphorsäure mit einer Konzentration von 86 % wird verwendet und bei einer hohen Temperatur von 160 ± 5 Grad behandelt.

Funktion: Dieser Prozess kann Siliziumnitrid mit einer niedrigen Ätzrate gleichmäßig auf Siliziumoxid ätzen, hat also ein hohes Siliziumnitrid/Siliziumoxid-Ätzselektionsverhältnis und wird häufig zum selektiven Entfernen von Siliziumnitridmasken oder Stoppschichten auf Siliziumoxidschichten verwendet.

V. Reinigung mit Lösungsmittel

Die Lösungsmittelreinigung wird für organische Schadstoffe eingesetzt, die nicht mit wasserbasierten Lösungen behandelt werden können. Zusammensetzung: Sie enthält normalerweise Hydroxylamin und einen Komplexbildner und verwendet oft IPA (Isopropylalkohol) oder NMP (N-Methylpyrrolidon) als Co-Lösungsmittel, um die Reinigungseffizienz zu verbessern.

Prozessbedingungen: bei 75 ± 5 Grad, Behandlung für ca. 20 Minuten,

Funktion: Speziell entwickelt, um Polymerrückstände und hartnäckige Fotolacke zu entfernen, die nach Trockenätzen und Ionenimplantation entstanden sind.

Hinweis: Bei diesem Prozess werden Metallfilme wie Aluminium und Kupfer leicht geätzt, und die Auswirkungen auf die Metallschicht müssen im Integrationsprozess berücksichtigt werden.