半導體晶圓清洗站多化學品供應系統(tǒng)的討論

引言

半導體制造工業(yè)中的濕法清洗/蝕刻工藝用于通過使用高純化學品清洗或蝕刻來去除晶片上的顆?；蛉毕?。擴散、光和化學氣相沉積(CVD)、剝離、蝕刻、聚合物處理、清潔和旋轉(zhuǎn)擦洗之前有預清潔作為濕法清潔/蝕刻工藝。清洗工藝在半導體晶片工藝的主要技術(shù)之前或之后進行。晶片上的顆粒和缺陷是在超大規(guī)模集成電路制造過程中產(chǎn)生的?？刂乒杵系念w粒和缺陷是提高封裝成品率的主要目標。隨著更小的電路圖案間距和更高的大規(guī)模集成電路密度，已經(jīng)研究了顆粒和微污染對晶片的影響，以提高封裝產(chǎn)量。濕法清洗/蝕刻工藝的濕法站配置有晶片裝載器/卸載器、化學槽、溢流沖洗槽和干燥器。

介紹

本文介紹了我們?nèi)A林科納開發(fā)了多化學品供應系統(tǒng)，并將其應用于濕式站，該系統(tǒng)采用多化學品同浴工藝。多化學品供應系統(tǒng)有兩個化學品瓶、氣動系統(tǒng)、兩個供應泵、電容傳感器、化學分析儀和可編程邏輯控制器(PLC)單元。為了控制兩種化學品的濃度，供給泵控制邏輯使用可編程邏輯控制器編程。

實驗

圖1顯示了在三京濕法站中使用的一種槽配置，其中100:1稀釋氫氟酸(DHF)化學品和去離子水(去離子水)被供應到槽中。DHF化學用于預擴散清洗、預氧化物剝離和氧化物蝕刻。浴槽由聚四氟乙烯材料制成，過濾器用于過濾化學品顆粒。浴槽溫度由在線加熱器控制。在這種槽結(jié)構(gòu)中，只有一種化學物質(zhì)用于清洗過程。

根據(jù)晶片尺寸的增加，需要在一個浴中使用多種化學品的濕法清洗工藝。針對三共濕系統(tǒng)一浴濕洗工藝，開發(fā)了一套多化學品供應系統(tǒng)。通過電源開關(guān)操作信號，檢查化學品供應系統(tǒng)。通過化學物質(zhì)供應開始信號，供應泵被操作以向化學浴供應化學物質(zhì)?；瘜W物質(zhì)的供應是通過流量計和化學分析儀的反饋信號來完成的。使用給定的工具構(gòu)建了遵循操作程序的可編程邏輯控制器梯形圖。使用簡單的方案來檢測濃度和控制供給泵。

化學品供應可以分別用一種化學品或多種化學品進行。在這項研究中，使用了兩種化學物質(zhì)。

多化學品供應系統(tǒng)的控制圖，如圖4所示，其中主要部件由中央處理器、輸入單元和輸出單元組成:中央處理器、8位(C200H-RT202/歐姆龍)、

輸入裝置：化學分析儀(Ace-II/Kurabo)作為反饋傳感器，電容傳感器(E2K-x4 me1/歐姆龍)作為限位開關(guān)，開關(guān)作為輸入單元。

輸出裝置：作為化學品供應商的隔膜泵(FF10H/Iwaki)和尖峰泵(PZ-10/日本支柱)，作為空氣控制器的電磁閥(P5136M6/CKD)，以及作為報警指示器的燈被用作輸出裝置。

在圖4中，化學物質(zhì)的供應是用隔膜泵和刺針泵進行的，用于快速(通過隔膜泵)和精確(通過刺針泵)泵送。供應的化學品量由配置在化學槽外部的極限傳感器測量?；瘜W浴中的化學濃度由化學分析儀測量和反饋。在這個化學供應系統(tǒng)中，兩個化學瓶被用作化學源。

結(jié)果和討論

多化學品供應系統(tǒng)的性能在濕法站中使用SC-1化學品通過石英浴進行評估，該化學品包括：NH4OH + H2O2 + DIW = 1:4:20(體積比)NH4OH + H2O2 + DIW = 1:5:113(重量比)

在25℃±5℃時，(1)其中，NH4OH為29%溶液，H2O2為30%溶液，DIW為去離子水。

圖6顯示了作為化學品供應時間的函數(shù)的SC-1化學品的濃度瞬態(tài)趨勢。從圖6中，NH4OH和H2O2在10分鐘內(nèi)沉降，濃度偏差分別為1.33重量%和0.23重量%。在使用SC-1化學品的鍍液中，化學品的供應按DIW、NH4OH和H2O2的順序進行。濃度偏差取決于化學分析儀的分辨率和峰值泵流量。測量數(shù)據(jù)足以滿足鍍液濃度控制值的要求規(guī)格，建議小于10分鐘，濃度偏差為5wt%。

總結(jié)

開發(fā)的多化學品供應系統(tǒng)被應用于使用多種化學品(如SC-1)的單浴清潔工藝的濕式站。在浴槽中測量每種化學品的濃度，以驗證多化學品供應系統(tǒng)。濃度控制范圍在NH4OH中測量為1.33重量%，在H2O2中測量為0.23重量%。開發(fā)的多化學品供應系統(tǒng)可移動，可作為固定濕式站的獨立模塊使用。通過簡單地修改可編程控制器，所提出的多化學品供應系統(tǒng)可以很容易地擴展到包含許多化學品。

審核編輯：湯梓紅