臭氧法高效PR剝離技術(shù)研究

引言
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在半導(dǎo)體清洗過(guò)程中，作為取代 現(xiàn)有濕化學(xué)清洗液的新型濕式溶液，將臭氧溶解到純中，被稱為僅次于氟的強(qiáng)氧化劑，是PR去除工藝和雜質(zhì)清洗。這種臭氧水方式的濕洗完全不使用對(duì)環(huán)境有害的物質(zhì)，大大減少了純水的使用量，同時(shí)在PR去除效果方面被評(píng)價(jià)為與現(xiàn)有SPM溶液（硫酸/過(guò)氧化氫混合液）工藝相當(dāng)?shù)募夹g(shù)。但是臭氧水工藝是臭氧氣體對(duì)水的溶解度低、水中擴(kuò)散阻力大的根本制約因素，以目前國(guó)內(nèi)外技術(shù)水平的低PR去除性能來(lái)說(shuō)，有很大的技術(shù)制約，不能滿足設(shè)備制造業(yè)的生產(chǎn)產(chǎn)量。因此，與傳統(tǒng)的濕法工藝相比，雖然有很多優(yōu)點(diǎn)，但實(shí)際的PR去除工藝中臭氧水工藝實(shí)用化替代并不明顯。

實(shí)驗(yàn)

PR去除試驗(yàn)為了探討本邊界膜控制方式臭氧處理工藝研究所進(jìn)行的遼小技術(shù)及工藝設(shè)備作為半導(dǎo)體制造工藝的PR去除工藝是否具有可行性和有效性，進(jìn)行了PR去除性能試驗(yàn)。性能測(cè)試是根據(jù)預(yù)定義的工藝條件，使用硅片在凸輪內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)工藝后未反應(yīng)的方法測(cè)量硅片表面殘留的PR厚度，計(jì)算每單位時(shí)間的PR去除率，從而達(dá)到PR去除率最高的工藝條件。想要發(fā)貨。半導(dǎo)體制造過(guò)程中使用的PR種類很多，而且各制造過(guò)程使用的方法也很多。

如圖7所示，為了PR去除試驗(yàn)，制作并使用了臭氧發(fā)生量為60g/hr級(jí)的超高濃度臭氧發(fā)生系統(tǒng)，臭氧供應(yīng)流量為6-12[LITER/PLIN]，并調(diào)整放電功率以保持14-16wt%的臭氧濃度?；镜腜R去除工藝順序是反應(yīng)對(duì)象晶片Loading ~->工藝書(shū)伯加熱->臭氧氣體注入->。PR清除半雄->水清洗->晶片解除加載完成。對(duì)本邊界膜控制方式臭氧處理工藝來(lái)說(shuō)，影響PR去除性能的工藝參數(shù)包括工藝班報(bào)考時(shí)間(工藝重復(fù)回收或總反應(yīng)時(shí)間等)、工藝溫度(水蒸氣溫度、香柏內(nèi)部溫度、熱水溫度等)、臭氧氣體條件(氣體流量和濃度)等多種多樣，但本研究中主要是隨著爐工藝時(shí)間及工藝溫度相關(guān)工藝條件的變化，測(cè)定了PR去除率，為此設(shè)定的共定條件及試驗(yàn)種類如下：

(1) 根據(jù)工序重復(fù)次數(shù)(小時(shí))改變?nèi)コ试囼?yàn)下的工序條件，同時(shí)改變水中機(jī)器的供應(yīng)和停止次數(shù)，進(jìn)行試驗(yàn)。-臭氧供應(yīng)流量8[liter/分鐘]，臭氧濃度16wt%-水下機(jī)供應(yīng)溫度100度-查弗內(nèi)部溫度80度-熱水溫度70度。

(2) 基于水汽供應(yīng)時(shí)間變化的去除率變化試驗(yàn)(1)在保持的公平條件下，水蒸氣供應(yīng)時(shí)間在10秒- 30秒之間變化，進(jìn)行測(cè)試。

(3) 隨著水清洗時(shí)間的變化去除率的變化試驗(yàn)(1)在保持的工藝條件的同時(shí)，在執(zhí)行過(guò)程中，隨著水清洗時(shí)間的變化進(jìn)行測(cè)試。

結(jié)果和討論
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試驗(yàn)結(jié)果的測(cè)定是根據(jù)上述試驗(yàn)條件，測(cè)定了距進(jìn)行PR去除試驗(yàn)的每個(gè)試件末端10毫米處的上、下、左、右和中央5處殘留PR厚度，取平均值。用于測(cè)量的薄膜厚度測(cè)量時(shí)，測(cè)量信任度約為2%。以上述(1)-(3)的工藝條件下的PR去除率作為測(cè)量結(jié)果，在執(zhí)行的所有測(cè)試條件下，2分鐘后，未反應(yīng)的PR厚度平均測(cè)量為600A以下，2分鐘的平均PR去除率約為7，000A(700mm)。。經(jīng)過(guò)4分鐘后，涂抹的PR幾乎全部清除后，平均PR清除率約為4，000A(400nm)。就是在反應(yīng)過(guò)程中間進(jìn)行水清洗據(jù)觀察，這種去除效率較好，蒸汽球的加油時(shí)間在蒸汽供應(yīng)30秒、停止30秒的情況下達(dá)到了最佳的PR去除效果。從第一次PR去除試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，以16wt%以上的高濃度臭氧氣體發(fā)生器技術(shù)為基礎(chǔ)的本邊界膜控制方式的PR去除過(guò)程將晶片沉積在溶于水的臭氧水中，與去除PR的臭氧水相比，沉積式PR去除方法的PR去除率提高了3倍以上。

但是，PR去除反應(yīng)速度在最初2分鐘內(nèi)急劇進(jìn)展，此后出現(xiàn)了非常緩慢的反應(yīng)趨勢(shì)，這是因?yàn)殡S著過(guò)程的進(jìn)行，100度溫度的蒸汽反復(fù)供應(yīng)，香柏內(nèi)部溫度增加，從而導(dǎo)致晶片表面溫度上升，晶片表面和邊界膜之間的溫差較小，臭氧氣體氧化力擴(kuò)散緩慢和超高濃度氧化力導(dǎo)致PR具有快速清除率氧化，而南銀有機(jī)殘絲反應(yīng)緩慢，這是兩個(gè)原因。因此，隨著第一次PR去除試驗(yàn)中產(chǎn)生的采弗內(nèi)水蒸氣及注水噴嘴的位置和結(jié)露造成的水痕等設(shè)備配置的改善，以及在工藝進(jìn)軍過(guò)程中有效地清洗晶片表面溫度的維持和反應(yīng)后的殘余物的方案等，可望進(jìn)一步提高本工藝的PR去除效率。

總結(jié)

SPM濕式清潔溶液進(jìn)行的半導(dǎo)體老光。作為解決工藝后的FORORRIGST去除工藝存在的高成本、高能耗和非環(huán)境友好問(wèn)題的方法，提出了基于超高濃度臭氧發(fā)生技術(shù)的邊界膜控制方式臭氧處理的PR去除工藝和設(shè)備，通過(guò)PR去除性能試驗(yàn)，驗(yàn)證了本工藝對(duì)PR去除的有效性和開(kāi)發(fā)的工藝設(shè)備的可行性。未制備水冷卻結(jié)構(gòu)的陶瓷軟面放電式放電管結(jié)構(gòu)，在設(shè)計(jì)目標(biāo)每單元氧氣流量0.5[liter/分鐘]下獲得了14W%以上的超高濃度臭氧發(fā)生器技術(shù)。為了實(shí)施邊界膜控制方式臭氧處理工藝，制作了水蒸氣發(fā)生裝置、反應(yīng)火腿腸及周邊設(shè)備，通過(guò)與開(kāi)發(fā)的高濃度臭氧生成系統(tǒng)的聯(lián)系，進(jìn)行了以半導(dǎo)體晶片為對(duì)象的PR去除性能試驗(yàn)。

　　審核編輯：湯梓紅