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半導(dǎo)體晶圓清洗站多化學(xué)品供應(yīng)系統(tǒng)的討論

華林科納半導(dǎo)體設(shè)備制造 ? 來源:華林科納半導(dǎo)體設(shè)備制造 ? 作者:華林科納半導(dǎo)體設(shè) ? 2022-02-22 13:47 ? 次閱讀
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引言

半導(dǎo)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(xué)品清洗或蝕刻來去除晶片上的顆?;蛉毕?。擴散、光和化學(xué)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(yù)清潔作為濕法清潔/蝕刻工藝。清洗工藝在半導(dǎo)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。控制硅片上的顆粒和缺陷是提高封裝成品率的主要目標(biāo)。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(xué)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(xué)品供應(yīng)系統(tǒng),并將其應(yīng)用于濕式站,該系統(tǒng)采用多化學(xué)品同浴工藝。多化學(xué)品供應(yīng)系統(tǒng)有兩個化學(xué)品瓶、氣動系統(tǒng)、兩個供應(yīng)泵、電容傳感器、化學(xué)分析儀和可編程邏輯控制器(PLC)單元。為了控制兩種化學(xué)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(xué)品和去離子水(去離子水)被供應(yīng)到槽中。DHF化學(xué)用于預(yù)擴散清洗、預(yù)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(xué)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(xué)物質(zhì)用于清洗過程。

半導(dǎo)體晶圓清洗站多化學(xué)品供應(yīng)系統(tǒng)的討論

半導(dǎo)體晶圓清洗站多化學(xué)品供應(yīng)系統(tǒng)的討論

根據(jù)晶片尺寸的增加,需要在一個浴中使用多種化學(xué)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(xué)品供應(yīng)系統(tǒng)。通過電源開關(guān)操作信號,檢查化學(xué)品供應(yīng)系統(tǒng)。通過化學(xué)物質(zhì)供應(yīng)開始信號,供應(yīng)泵被操作以向化學(xué)浴供應(yīng)化學(xué)物質(zhì)?;瘜W(xué)物質(zhì)的供應(yīng)是通過流量計和化學(xué)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(xué)品供應(yīng)可以分別用一種化學(xué)品或多種化學(xué)品進行。在這項研究中,使用了兩種化學(xué)物質(zhì)。

多化學(xué)品供應(yīng)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(xué)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(xué)品供應(yīng)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。

半導(dǎo)體晶圓清洗站多化學(xué)品供應(yīng)系統(tǒng)的討論

在圖4中,化學(xué)物質(zhì)的供應(yīng)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(yīng)的化學(xué)品量由配置在化學(xué)槽外部的極限傳感器測量?;瘜W(xué)浴中的化學(xué)濃度由化學(xué)分析儀測量和反饋。在這個化學(xué)供應(yīng)系統(tǒng)中,兩個化學(xué)瓶被用作化學(xué)源。

結(jié)果和討論

多化學(xué)品供應(yīng)系統(tǒng)的性能在濕法站中使用SC-1化學(xué)品通過石英浴進行評估,該化學(xué)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(xué)品供應(yīng)時間的函數(shù)的SC-1化學(xué)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(xué)品的鍍液中,化學(xué)品的供應(yīng)按DIW、NH4OH和H2O2的順序進行。濃度偏差取決于化學(xué)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%。

半導(dǎo)體晶圓清洗站多化學(xué)品供應(yīng)系統(tǒng)的討論

總結(jié)

開發(fā)的多化學(xué)品供應(yīng)系統(tǒng)被應(yīng)用于使用多種化學(xué)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(xué)品的濃度,以驗證多化學(xué)品供應(yīng)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(xué)品供應(yīng)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(xué)品供應(yīng)系統(tǒng)可以很容易地擴展到包含許多化學(xué)品。

審核編輯:湯梓紅

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