半導(dǎo)體晶片清洗

內(nèi)容概要

　　半導(dǎo)體制造工藝是實現(xiàn)由材料到分立器件或集成系統(tǒng)的關(guān)鍵，其中清洗工藝是使用最普遍的工藝步驟。本書詳細介紹了與分立半導(dǎo)體器件及超大規(guī)模集成電路芯片制造相關(guān)的各種晶片清洗技術(shù)，著重講解了這些清洗技術(shù)的發(fā)展過程、基本原理和實際應(yīng)用問題。全書共分為五部分十三章：第一部分介紹半導(dǎo)體晶片沾污類型、清洗技術(shù)的發(fā)展歷程和演變，以及芯片制造過程中硅片表面微量化學(xué)沾污的產(chǎn)生過程；第二部分介紹各種濕法化學(xué)工藝技術(shù)的原理、工藝方法、工藝參數(shù)控制、清洗裝置及應(yīng)用實例；第三部分介紹各種干法清洗工藝技術(shù)的原理、工藝方法、工藝參數(shù)控制

書籍目錄

第一部分 引言和概述
　第1章 半導(dǎo)體晶片沾污與清洗技術(shù)的回顧和演變
　　1.1 介紹
　　1.1.1 清潔晶片表面的重要性
　　1.1.2 晶片清洗技術(shù)
　　1.1.3 本章的范圍和組織結(jié)構(gòu)
　　1.2 硅片沾污情況綜述
　　1.2.1 沾污的類型和來源
　　1.2.2 半導(dǎo)體晶片類型
　　1.2.3 沾污對半導(dǎo)體器件的影響
　　1.2.4 避免設(shè)備和過程沾污
　　1.2.5 化學(xué)沾污[37]
　　1.2.6 分析方法
　　1.3 晶片清洗技術(shù)的回顧
　　1.3.1 獲得清潔半導(dǎo)體晶片的方法
　　1.3.2 液體清洗方法
　　1.3.3 濕法化學(xué)清洗工藝
　　1.3.4 濕法化學(xué)清洗工藝的應(yīng)用
　　1.3.5 硅片沖洗、干燥和存儲
　　1.3.6 氣相清洗方法
　　1.4 硅片清洗科學(xué)和技術(shù)的發(fā)展
　　1.4.1 從1950年到1960年的早期
　　1.4.2 從1961年到1971年
　　1.4.3 1972年到1989年
　　1.4.4 1989年10月到1992年年中
　　1.5 小結(jié)和結(jié)論
　　致謝
　　參考文獻
　第2章 硅片表面的微量化學(xué)沾污
　　2.1 介紹
　　2.1.1 橫向和縱向尺寸
　　2.1.2 一個生產(chǎn)問題，而非器件的設(shè)計要求
　　2.1.3 美國的清洗技術(shù)
　　2.1.4 問題的可見性
　　2.1.5 制作過程中表面沾污管理
　　2.1.6 砷化鎵和其他III-V族化合物半導(dǎo)體
　　2.2 化學(xué)沾污的來源
　　2.2.1 超凈間的空氣
　　2.2.2 超凈間的人員
　　2.2.3 液體源和光刻膠
　　2.2.4 處理溶液的材料、成分和系統(tǒng)
　　2.2.5 液體及化學(xué)藥品的存儲和輸運
　　2.2.6 半導(dǎo)體制造中作為表面污染源的高純工藝氣體
　　2.2.7 來自熱處理工具和系統(tǒng)的化學(xué)沾污
　　2.2.8 等離子刻蝕、剝離和RIE工藝設(shè)備
　　2.2.9 濕法刻蝕、濕法清洗和干燥的設(shè)備
　　2.2.10 真空工藝設(shè)備
　　2.2.11 晶片處理和存儲系統(tǒng)
　　2.3 殺手缺陷
　　2.3.1 微粒密度
　　2.3.2 微量金屬濃度
　　2.3.3 粒子和金屬之外的殺手
　　2.4 未來的方向和需求
　　2.4.1 設(shè)備設(shè)計
　　2.4.2 材料規(guī)范
　　2.4.3 制造和安裝
　　2.4.4 表征和評定
　　2.4.5 安全和環(huán)境要求
　　2.4.6 研究和發(fā)展方向
　　參考文獻
第二部分 濕法化學(xué)工藝
　第3章 水溶液清洗工藝
　　3.1 水溶液清洗工藝介紹
　　3.1.1 水溶液清洗的優(yōu)點
　　3.1.2 水溶液清洗的缺點
　　3.2 沾污和襯底的考慮
　　3.2.1 表面效應(yīng)——束縛沾污的力
　　3.2.2 化學(xué)吸附
　　3.2.3 物理吸附
　　3.3 影響水溶液清洗的因素
　　3.3.1 預(yù)測和增強沾污的溶解性
　　3.3.2 刻蝕——一種去除沾污的手段
　　3.4 清洗化學(xué)
　　3.5 化學(xué)藥品水溶液清洗工藝的一個例子
　　3.5.1 去除有機物
　　3.5.2 去除天然氧化物
　　3.5.3 去除微粒的同時，進行氧化物再生長
　　3.5.4 金屬的去除
　　3.6 化學(xué)清洗水溶液工藝參數(shù)的作用
　　3.6.1 改變化學(xué)清洗步驟順序的影響
　　3.6.2 濃度的影響
　　3.6.3 溫度的影響
　　3.6.4 濕潤的影響
　　3.6.5 溶液降級的影響
　　3.6.6 載體的影響
　　3.7 半導(dǎo)體晶片干燥
　　3.7.1 離心干燥
　　3.7.2 汽化干燥
　　3.7.3 熱水干燥技術(shù)
　　3.8 水溶液清洗的設(shè)備
　　3.8.1 一般設(shè)計的考慮
　　3.8.2 晶片清洗裝置
　　3.8.3 噴射清洗裝置
　　3.8.4 超聲和兆聲
　　3.8.5 液體置換清洗裝置
　　3.8.6 使用現(xiàn)場的化工原料
　　3.8.7 單晶片清洗裝置
　　3.8.8 其他清洗技術(shù)
　　3.8.9 干/濕系統(tǒng)的組合
　　3.8.10 沖水和干燥
　　3.9 結(jié)論
　　參考文獻
　第4章 微粒的沉積和黏附
　　4.1 介紹
　　4.2 氣溶膠微粒的沉積[1]
　　4.3 液槽的微粒沉積
　　4.3.1 水溶膠和氣溶膠微粒沉積機制的對比
　　4.3.2 膠體化學(xué)的概念
　　4.3.3 界面動電勢和微粒沉積
　　4.3.4 離子濃度對電偶層排斥力（EDR）的影響
　　4.3.5 范德瓦爾斯吸引力
　　4.4 DLVO理論
　　4.4.1 溶液pH值對膠體沉積的影響
　　4.4.2 疏水性表面
　　4.4.3 在膠體濾除過程中的EDR效應(yīng)
　　4.5 微粒黏附
　　4.6 結(jié)論
　　參考文獻
第三部分 干法清洗工藝
　第5章 干法晶片清洗工藝概述
　　5.1 介紹
　　5.2 濕法晶片清洗工藝的局限
　　5.3 IC制造中，干法晶片清洗工藝的角色
　　5.4 干法晶片清洗技術(shù)所用的設(shè)備
　　5.5 干法晶片清洗技術(shù)的機理
　　5.6 干法晶片清洗技術(shù)總結(jié)
　　5.7 試驗結(jié)果回顧
　　5.7.1 借助物理相互作用的清洗
　　5.7.2 熱增強清洗
　　5.7.3 氣相清洗
　　5.7.4 增強的光化學(xué)清洗
　　5.7.5 等離子體增強清洗
　　5.8 小結(jié)
　　參考文獻
　第6章 半導(dǎo)體表面的紫外線/臭氧清洗技術(shù)
　　6.1 介紹
　　6.2 紫外線/臭氧清洗技術(shù)的歷史
　　6.3 紫外線/臭氧清洗過程中的變量
　　6.3.1 紫外線源發(fā)射的波長
　　6.3.2 樣品和紫外線源間的距離
　　6.3.3 沾污
　　6.3.4 預(yù)清洗
　　6.3.5 襯底
　　6.3.6 速率增強技術(shù)
　　6.4 紫外線/臭氧清洗的機理
　　6.5 真空系統(tǒng)中的紫外線/臭氧清洗
　　6.6 安全考慮
　　6.7 紫外線/臭氧清洗設(shè)備的建造
　　6.8 紫外線/臭氧清洗技術(shù)的應(yīng)用
　　6.8.1 硅表面的清洗
　　6.8.2 其他半導(dǎo)體表面的清洗
　　6.8.3 其他應(yīng)用
　　6.9 紫外線/臭氧的非清洗效應(yīng)
　　6.9.1 氧化
　　6.9.2 增強紫外線的除塵作用
　　6.9.3 其他的表面/界面效應(yīng)
　　6.9.4 刻蝕
　　6.10 概要和總結(jié)
　　參考文獻
　第7章 氣相晶片清洗技術(shù)
　　7.1 導(dǎo)言和背景
　　7.1.1 一般情況
　　7.1.2 水溶液清洗工藝
　　7.1.3 “干法”清洗工藝
　　7.1.4 其他類型的清洗工藝
　　7.2 蒸氣清洗
　　7.2.1 歷史
　　7.2.2 氣相清洗工藝的優(yōu)勢
　　7.2.3 目前的氣相清洗系統(tǒng)
　　7.3 氧化物刻蝕
　　7.3.1 熱氧化物
　　7.3.2 天然/化學(xué)氧化物
　　7.3.3 淀積的氧化物
　　7.4 氧化物的刻蝕機理
　　7.4.1 背景
　　7.4.2 重要的水溶液化學(xué)反應(yīng)
　　7.4.3 氣相清洗的機理
　　7.4.4 小結(jié)
　　7.5 雜質(zhì)的去除
　　7.5.1 沾污的類型
　　7.5.2 評估技術(shù)
　　7.5.3 微粒和殘留物
　　7.5.4 有機沾污
　　7.5.5 金屬沾污
　　7.5.6 金屬雜質(zhì)的去除機制
　　7.6 器件應(yīng)用
　　7.6.1 雜質(zhì)對器件性質(zhì)的一般影響
　　7.6.2 結(jié)的性質(zhì)
　　7.6.3 接觸/界面特性
　　7.6.4 門極氧化物性質(zhì)
　　7.7 集成工藝過程
　　7.7.1 概念
　　7.7.2 集成工藝的優(yōu)缺點
　　7.7.3 集成工藝的要求和考慮
　　7.7.4 與氣相清洗有關(guān)的應(yīng)用
　　7.8 結(jié)論和概要
　　參考文獻
第四部分 分析和控制方面
　第8章 硅晶片清洗的遠程等離子體工藝
　　8.1 介紹
　　8.2 等離子清洗的標準
　　8.2.1 低溫外延生長的清洗
　　8.2.2 淀積SiO2的硅界面態(tài)的清洗
　　8.3 機理
　　8.4 工藝設(shè)備
　　8.5 晶片處理
　　8.5.1 非現(xiàn)場工藝
　　8.5.2 現(xiàn)場工藝：遠程RF源
　　8.5.3 現(xiàn)場工藝：ECR源
　　8.5.4 現(xiàn)場工藝：遠程微波源
　　8.6 結(jié)論
　　致謝
　　參考文獻
　第9章 顆粒沾污物的測量和控制
　　9.1 引言
　　9.1.1 適用范圍
　　9.1.2 本章結(jié)構(gòu)
　　9.2 液體中的顆粒測量
　　9.2.1 光散射
　　9.2.2 非揮發(fā)的殘余物監(jiān)測
　　9.2.3 顯微鏡檢查
　　9.2.4 晶片上的顆粒
　　9.3 化學(xué)藥品中的顆?？刂?br />　　9.3.1 生產(chǎn)中使用的化學(xué)藥品質(zhì)量
　　9.3.2 去離子水質(zhì)量
　　9.3.3 化學(xué)藥品配送系統(tǒng)

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