Wafer And Power Device Cleaning Technology

模块化大量生产的半导体晶圆清洗设备

硅晶圆加工工序和清洗设备

清洗目的
  • 前工序的清洗：主要目的是去除工序中产生的污染物。
  • 后工序的清洗：主要目的是去除颗粒和金属。代表性的清洗方法是被称为RCA清洗的方法。
RCA清洗的目标
在半导体制造中，最大的目标是将良品率提高到100%。在这里，粒子和金属污染对良品率有很大影响。粒子可能会导致线路断开或短路。金属是噪音的主要来源。这些因素显著地表现在良品率上。

批处理式全自动晶圆清洗机总图

RCA清洗是什么？
  • APM（SC-1）清洗：以去除颗粒为目的的清洗方法。NH4OH+H2O2+DIW。
  • HPM（SC-2）清洗：以去除金属为目的的清洗方法。HCl+H2O2+DIW。
  • DHF清洗：以去除颗粒/金属为目的的清洗方法。HF+DIW。
  • SPM清洗：以去除有机物为目的的清洗方法。H2SO4+H2O2。

硅基板制造工艺（红色*产品线）

在φ12英寸硅处理工序中，工序间的传送基本上已经自动化。
工程间的传输使用FOSB容器，在隔离环境中进行运输。
工序间的搬运有通过天花板空间进行运输的OHT方式和通过地面进行运输的AGV方式，但现在主流是OHT方式。这是绝对必要的系统来管理粒子和金属。
工艺 内容
单晶 CZ法、MCZ法、FZ法
晶体外周磨削方向测量 为了理解晶体的外周磨削方向，进行了刻度或刻槽加工。
切片 钻石刀片：小直径晶圆
线切割：φ8、φ12
游离磨粒，油性磨粒，水性磨粒
固定磨粒：在线上固定磨粒（易于产生锯齿痕）
切片后清洗 去除磨粒。主要进行碱性+界面清洗。
在φ12的情况下，通过去芯机进行：晶圆清洗和剥离。
倒角 执行晶圆端面的加工和研磨。
抛光 双面抛光机：使晶圆变得平坦。
抛光后洗涤机 去除抛光磨料：主要进行碱性+界面清洗。
蚀刻 去除抛光过程中产生的处理应变。
酸性蚀刻（扩散速率控制）：使用HF、HNO3、CH3COOH混酸溶液
碱性蚀刻（反应速率控制）：使用KOH或NaOH浓液
滑动 在φ12晶圆的情况下，滑动是提高平面度的方法，取代了抛光。有双头研磨和单面研磨两种。
碱性蚀刻 去除滑动过程中产生的加工应变。
热处理前清洗 基本上进行RCA清洗，但也会根据用户的线路配置有所不同。
热处理 吸附
BSD：在晶圆背面通过处理形成应力层，起到吸附作用。
热处理：通过热处理在晶圆内部形成应力层。有多种方法。
热处理后清洗 基本上进行RCA清洗，但也会根据用户的线路配置有所不同。
抛光（磨削） 镜面磨研：将晶圆表面的凹凸消除到极限。
双面磨研：φ12是双面磨研
单面磨研：φ8以内主要是单面磨研
磨削后的清洗 抛光后清洗：基本进行RCA清洗，包括DHF、SC-1、SC-2、O3水清洗。
粒子检测 KLA(Tencor) SP3
最终清洗 基本上进行RCA清洗，包括DHF、SC-1、SC-2和O3水清洗。