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硅片洗净相关工艺研究 (杉原一男、洪漪、张丹丹，上海申和热磁电子有限公司) 背景 在硅片的洗净工艺中，经常会使用HPM药液和一些有机溶剂，这些药液在使用过程以及后 期处理过程中容易对环境、人员带来不同程度的损害，因此需要开发更环保更新型的技术工 艺方案，本文就是以硅片制造中的洗净工艺为主题，阐述了新的技术方1讪。 HPM药液的替代处理工艺开发 为了除去硅片表面的金属离子，常规的做法是使用HPM药液，但是，使用HPM药液时，氯化 气体的腐蚀和多余产物的增加是目前面临的一大难题。迫切需要找到不使用HPM,更加新型的 药液处理工艺。 不使用有机溶剂实现硅片的干燥系统 硅片制造过程中需要多次对硅片进行干燥，最重要的是出货前的最终干燥工段，使用IPA等 有机溶剂是作为一般的处理方法，但是低分子碳残渣的附着以及带来的VOC等环境负荷问题 日益凸显。基于此，我们开发出了只使用纯水，完全替代有机溶剂的提拉干燥方式。 关键字：硅片洗净 提拉干燥 金属离子去除 Abstract The Risk of HPM Cleaning Process : HCLproduces the chloric gas, some wafer and equipment in CR are tends to be corroded and human lead to an accident in injury or death. CL ion formsthe alien substance with silica as the chlorine compounds and will be attached on the wafer occasionally. The Risk of wafer dry system using an Organic Solvent: A low molecular carbon residual is left on the wafer surface, and it becomes an alien substance. Awaste fluid of the low concentration IPA solution brings a big detoxification cost and the organic solvent vapor makes VOC increase in the atmosphere. New cleaningprocess development is important for the Environmental Risk Management and the Process Performance Improvement. 序言 在半导体硅片制造过程中，会有细小颗 粒和金属离子附着在硅片表面，为了去除它 们，目前的主流方式是使用超纯水或各种混 合化学药品。但是，溶解在清洗液中的污染 物、金属离子等会再次沉积到硅片表面而造 成二次污染。此外，在硅片最终干燥的过程 中水滴残留、水雾、干燥花斑等也是影响良 率的一大问题。器件制造工艺中为了防止产 生水痕，无法避免的要使用有机溶剂进行干 燥，但是由于硅片制造工艺中没有三维图案 的要求，这让不使用有机溶剂建立新的干燥 工艺成为可能。 另外，从降低环境成本的观点出发，减少大 量稀释有机溶剂的废液排放以及大气中VOC 等废气排放也是势在必行。 在本项研究中，为了不使用HPM药液并同 时防止金属离子的附着，试图建立一个完全 不使用有机溶剂，并保证无水滴残留和水痕 的干燥系统。以下是此系统必不可少的处理 工艺：臭氧水一 DHF-Rinse 一提拉干燥一IR DRY 等。 以下是各槽的处理效果详述。 臭氧水：使硅片的表面形成120?130A程度 的氧化膜。 DHF :去除臭氧水形成的硅片表面氧化膜。 一旦在硅片表面形成很薄的氧化膜，金属等 离子也会被随之包裹在膜内，随着氧化膜的 剥离金属离子也会被一并带走，同时，为了防 止金属离子的二次附着，需要再配置上针对 金属离子的过滤器。 Rinse：充分漂洗硅片表面的氧化膜残留物。 提拉干燥：使用最佳速度，从纯水或者温纯 水中低速提拉硅片，确保水滴或斑点不会残 留在硅片表面。 IR DRY：使硅片表面的微米和纳米雾蒸发并 完全干燥。 为了在硅片表面上留下仅约10埃左右的极 薄氧化膜，臭氧水的浓度?DHF浓度-处理 温度和处理时间都缺一不可的。当硅片表面 偏离半疏水状态并且硅片表面变得完全疏水 时，就会发生水滴残留和条纹状二氧化硅异 物残留。相反，如果完全处于亲水状态，则 会发生干燥不均匀和分散型异物附着的问题。 1.评价设备 Fig. IWet Station for Process Evaluation 评估装置的