RCA清洗技术 工艺工艺1清洗现场清洗现场2清洗工艺介绍清洗工艺介绍 1.化化学清学清洗、晶洗、晶圆清清洗洗是什是什么么 2.晶晶圆清清洗的重要性洗的重要性 3.晶晶圆清清洗的洗的研研究究内内容容 4.晶晶圆清清洗中的化洗中的化学学原料及作用原料及作用 5.晶晶圆清清洗的洗的RCA工工艺 1.1.化化化化学清学清学清学清洗是什洗是什洗是什洗是什么么么么 化学清洗是利用各种化学试剂和有机溶剂清除附着在物体表面上的杂质的方法在半导体行业，化学清洗是指清除吸附在半导体、金属材料以及用具表面上的各种有害杂质或油污的工艺过程晶晶晶晶圆圆清清清清洗洗洗洗 晶圆清洗是以整个批次或单一晶圆，藉由化学品的浸泡或喷洒来去除脏污，并用超纯水来洗涤杂质，主要是清除晶片表面所有的污染物，如微尘粒（Particle）、有机物（Organic）、无机物、金属离子（Metal_Ions）等杂质 2.晶晶圆清清洗的重要性洗的重要性 在超大型集成电路（ULSI）制程中，晶圆清洗技术及洁净度，是影响晶圆制程良率、品质及可靠度最重要的因素之一据统计，在标准的IC制造工艺中，仅涉及晶圆清洗和表面预处理的工艺步骤就有100步之多，可以说晶圆清洗的好坏直接制约了IC加工的水平。
3.晶晶圆清清洗的洗的研研究究内内容容 杂质污染物的来源与类型分析杂质污染物的来源与类型分析 杂质污染物对器件性能的影响杂质污染物对器件性能的影响 清洗剂及其清除杂质的作用原理及清洗方法清洗剂及其清除杂质的作用原理及清洗方法 物体表面污染物测定、洁净度的检查方法物体表面污染物测定、洁净度的检查方法 清洗设备的改进、维护及自动化清洗设备的改进、维护及自动化 化学试剂在清洗过程中对人体的影响化学试剂在清洗过程中对人体的影响 清洗工艺的安全操作问题清洗工艺的安全操作问题 4 4.晶晶晶晶圆圆清清清清洗中的化洗中的化洗中的化洗中的化学学学学原料及作用原料及作用原料及作用原料及作用污染可能污染源微粒机台、环境、水汽、化学品、容器金属机台、环境、水汽、化学品、容器、离子植入、蚀刻有机物光阻残留、容器、化学品、建筑物油漆涂料挥发自然氧化物化学品、环境、水、气体 4 4.晶晶晶晶圆圆清清清清洗中的化洗中的化洗中的化洗中的化学学学学原料及作用原料及作用原料及作用原料及作用SC-2 也可以也可以 5 5.晶晶晶晶圆圆清清清清洗的洗的洗的洗的RCARCA工工工工艺艺 RCARCA清洗法是用于晶圆清洗的第一种工艺方法，也清洗法是用于晶圆清洗的第一种工艺方法，也是目前工业界最为广泛采用的工艺方法。
该方法由是目前工业界最为广泛采用的工艺方法该方法由RCARCA公司的公司的Kern Kern 和和 PuotinenPuotinen在在19651965年发明，年发明，19701970年发布RCARCA工工工工艺艺流程流程流程流程RCARCA工工工工艺艺 化化化化学学学学溶溶溶溶剂剂DI WaterDI WaterHH2 2OO2 2HH2 2SOSO4 4HClHClNHNH3 3HH2 2OOHFHF化学溶剂化学溶剂化学溶剂化学溶剂SPMSPMDHFDHFAPMAPMHPMHPM18.2M.cm18.2M.cm 30%30%96%96%37%37%29%29%0.5-2%0.5-2%RCA工工艺 微粒去除机制微粒去除机制氧化去除氧化去除氧化去除氧化去除微粒在氧化剂中被氧化微粒在氧化剂中被氧化溶于酸碱去除溶于酸碱去除电离去除电离去除电离去除电离去除离子电性排斥去除离子电性排斥去除超声波去除超声波去除超声波去除超声波去除RCA工工艺 微粒去除机制微粒去除机制改进的改进的RCA 清洗清洗1.水中超声清洗：灰尘、残余物去除水中超声清洗：灰尘、残余物去除2.浓硫酸、浓硫酸浓硫酸、浓硫酸+双氧水：表面污染（有机物、重金属、微粒）双氧水：表面污染（有机物、重金属、微粒）BHF去除氧化层去除氧化层（to 疏水性）疏水性）3.碱洗（双氧水、氨水、水）：颗粒、有机物去除碱洗（双氧水、氨水、水）：颗粒、有机物去除 BHF去除氧化层去除氧化层（to 疏水性）疏水性）4.酸洗（双氧水、盐酸、水）：微粒、金属去除酸洗（双氧水、盐酸、水）：微粒、金属去除 BHF去除氧化层去除氧化层（to 疏水性）疏水性）5.超纯水淋洗：去除离子超纯水淋洗：去除离子练习练习工艺工艺1清洗现场清洗现场2RCARCA工工工工艺艺 制程制程制程制程设备设备及供及供及供及供应应商商商商湿法工作站主要供应商Conventional BenchConventional BenchSingle Batch Plug FlowSingle Batch Plug FlowMultiple Batch Plug FlowMultiple Batch Plug FlowBatch SprayBatch SpraySingle Wafer CleanerSingle Wafer CleanerSugai DNS TEL SCPSugai DNS TEL SCPDNS CFM SteagDNS CFM SteagDNS Sugai TELDNS Sugai TELDNS FSIDNS FSIDNS SEZDNS SEZ干燥机干燥机主要供应商HF Vapor CleanHF Vapor CleanFSIFSIRCARCA工工工工艺艺 工作机台介工作机台介工作机台介工作机台介绍绍Conventional Wet BenchRCARCA工工工工艺艺 工作机台介工作机台介工作机台介工作机台介绍绍Conventional Wet Bench设备组成：设备组成：中央控制系统及晶圆输入端中央控制系统及晶圆输入端 串联式化学酸槽、碱槽及洗涤槽串联式化学酸槽、碱槽及洗涤槽 检测系统，包括流量监测，温度检测，酸槽化检测系统，包括流量监测，温度检测，酸槽化 学浓度校准学浓度校准 旋转、干燥设备旋转、干燥设备RCARCA工工工工艺艺 工作机台介工作机台介工作机台介工作机台介绍绍Spray Chemical Cleaning Processor旋转化学清洗系统旋转化学清洗系统RCARCA工工工工艺艺 工作机台介工作机台介工作机台介工作机台介绍绍Wafer Dry TechnologyAADown Flow Spin DryerBBIPA DryerC CMarangoni DryerAADown Flow Spin Dryer工作原理及设备简图工作原理及设备简图BBIPA Dryer工作原理及设备简图工作原理及设备简图C CMarangoni Dryer工作原理及设备简图工作原理及设备简图第一部分小结：第一部分小结：晶圆清洗的目的、意义。
晶圆清洗的目的、意义晶圆清洗的目的、意义晶圆清洗的目的、意义RCA RCA标准工艺方法标准工艺方法标准工艺方法标准工艺方法RCA RCA工艺的常规机台原理及功能工艺的常规机台原理及功能工艺的常规机台原理及功能工艺的常规机台原理及功能清洗现场操作过程清洗现场操作过程氢氟酸氢氟酸专用烧杯专用烧杯光阻、刻蚀光阻、刻蚀专用提把专用提把清洗区清洗区专用提把专用提把液面高度液面高度测量棒测量棒专用吸笔专用吸笔废弃物废弃物丢弃箱丢弃箱泄露紧急按钮泄露紧急按钮急救药品布置急救药品布置聚氯乙烯聚氯乙烯防护服防护服防酸手套防酸手套聚氯乙烯聚氯乙烯围裙围裙天然橡胶天然橡胶高筒靴高筒靴1 1.感性感性感性感性认识认识 常常常常规规化化化化学清学清学清学清洗台的操作洗台的操作洗台的操作洗台的操作样机图片样机图片样机图片样机图片1 1.感性感性感性感性认识认识 常常常常规规化化化化学清学清学清学清洗台的操作洗台的操作洗台的操作洗台的操作1 1.感性感性感性感性认识认识 常常常常规规化化化化学清学清学清学清洗台的操作洗台的操作洗台的操作洗台的操作1 1.感性感性感性感性认识认识 常常常常规规化化化化学清学清学清学清洗台的操作洗台的操作洗台的操作洗台的操作机台启动机台启动压力表压力表压力表压力表启动开关启动开关启动开关启动开关定时定时定时定时1 1.感性感性感性感性认识认识 常常常常规规化化化化学清学清学清学清洗台的操作洗台的操作洗台的操作洗台的操作温度设定温度设定温度设定温度设定1 1.感性感性感性感性认识认识 常常常常规规化化化化学清学清学清学清洗台的操作洗台的操作洗台的操作洗台的操作酸槽盖板打开酸槽盖板打开酸槽盖板打开酸槽盖板打开酸槽盖板放置酸槽盖板放置酸槽盖板放置酸槽盖板放置化学石英槽化学石英槽化学石英槽化学石英槽1 1.感性感性感性感性认识认识 常常常常规规化化化化学清学清学清学清洗台的操作洗台的操作洗台的操作洗台的操作晶圆处理晶圆处理晶圆、晶舟晶圆、晶舟晶圆、晶舟晶圆、晶舟1 1.感性感性感性感性认识认识 常常常常规规化化化化学清学清学清学清洗台的操作洗台的操作洗台的操作洗台的操作清洗开始清洗开始清洗开始清洗开始晶圆转移晶圆转移晶圆转移晶圆转移1 1.感性感性感性感性认识认识 常常常常规规化化化化学清学清学清学清洗台的操作洗台的操作洗台的操作洗台的操作时间设定时间设定时间设定时间设定化学清洗完成化学清洗完成化学清洗完成化学清洗完成1 1.感性感性感性感性认识认识 常常常常规规化化化化学清学清学清学清洗台的操作洗台的操作洗台的操作洗台的操作晶舟放入冲洗槽晶舟放入冲洗槽晶舟放入冲洗槽晶舟放入冲洗槽取出架托取出架托取出架托取出架托1 1.感性感性感性感性认识认识 常常常常规规化化化化学清学清学清学清洗台的操作洗台的操作洗台的操作洗台的操作关闭清洗槽盖板关闭清洗槽盖板关闭清洗槽盖板关闭清洗槽盖板开始清洗开始清洗开始清洗开始清洗1 1.感性感性感性感性认识认识 常常常常规规化化化化学清学清学清学清洗台的操作洗台的操作洗台的操作洗台的操作旋转脱水旋转脱水晶舟移入晶舟移入晶舟移入晶舟移入旋转脱水旋转脱水旋转脱水旋转脱水1 1.感性感性感性感性认识认识 常常常常规规化化化化学清学清学清学清洗台的操作洗台的操作洗台的操作洗台的操作脱水结束脱水结束脱水结束脱水结束晶圆放入晶圆盒晶圆放入晶圆盒晶圆放入晶圆盒晶圆放入晶圆盒1 1.感性感性感性感性认识认识 常常常常规规化化化化学清学清学清学清洗台的操作洗台的操作洗台的操作洗台的操作系统关闭及清理系统关闭及清理关闭系统关闭系统关闭系统关闭系统1 1.感性感性感性感性认识认识 常常常常规规化化化化学清学清学清学清洗台的操作洗台的操作洗台的操作洗台的操作冲洗化学槽、清洗槽冲洗化学槽、清洗槽冲洗化学槽、清洗槽冲洗化学槽、清洗槽工作台清理工作台清理工作台清理工作台清理1 1.感性感性感性感性认识认识 常常常常规规化化化化学清学清学清学清洗台的操作洗台的操作洗台的操作洗台的操作工作台清理工作台清理工作台清理工作台清理1 1.感性感性感性感性认识认识 常常常常规规化化化化学清学清学清学清洗台的操作洗台的操作洗台的操作洗台的操作物品归位物品归位物品归位物品归位实验室常用的改进的实验室常用的改进的RCA 清洗工艺清洗工艺1.水中超声清洗：灰尘、残余物去除水中超声清洗：灰尘、残余物去除2.浓硫酸、浓硫酸浓硫酸、浓硫酸+双氧水：表面污染（有机物、重金属、微粒）双氧水：表面污染（有机物、重金属、微粒）BHF去除氧化层去除氧化层（to 疏水性）疏水性）3.碱洗（双氧水、氨水、水）：颗粒、有机物去除碱洗（双氧水、氨水、水）：颗粒、有机物去除 BHF去除氧化层去除氧化层（to 疏水性）疏水性）4.酸洗（双氧水、盐酸、水）：微粒、金属去除酸洗（双氧水、盐酸、水）：微粒、金属去除 BHF去除氧化层去除氧化层（to 疏水性）疏水性）5.超纯水淋洗：去除离子超纯水淋洗：去除离子。