颇尔微电子产品在化学品过滤中应用

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2021-12-13   环球过滤分离技术网   filters4

颇尔微电子产品在化学品过滤中应用

用于制造半导体和其他微电子器件的化学品的纯度与产品质量和良率有着千丝万缕的联系，污染可能来自化学物质本身，或来自二次来源，如部件与化学物质的接触，这些部件包括pump、tank、piping等设备。半导体污染杂质大致分下面几类。

01

颗粒

颗粒主要是一些聚合物，光刻胶和蚀刻杂质等。这类污染物主要依赖范德华吸附在硅片表面，影响器件工序的几何图形的形成及电学参数。这类污染物的去除方法主要以物理或者化学的方法对颗粒进行去除。

02

有机物

有机物杂质的来源比较广泛，如人的皮肤油脂、细菌、机械油、真空脂、光刻胶、清洗溶剂等。这类污染物通常在硅片表面形成有机物薄膜阻止清洗液到达圆片表面，导致圆片表面清洗不彻底，使得金属杂质等污染物在清洗之后仍完整的保留在硅片表面。这类污染物的去除通常在清洗工序的第一步进行，主要使用硫酸和双氧水等方法进行。

03

金属

半导体工艺中常见的金属杂质有铁、铜、铝、铬、钨、钛、钠、钾、锂等，这些杂质的来源主要有：各种器皿、管道、化学试剂，以及半导体硅片加工过程中，在形成金属互连的同时，也产生了各种金属污染。这类杂质的去除常采用化学方法进行，通过各种试剂和化学药品配制的清洗液与金属离子反应，形成金属离子的络合物，脱离硅片表面。

04

氧化物

半导体硅片暴露在含氧气及水的环境下表面会形成自然氧化层。这层氧化薄膜不仅会妨碍半导体制造的许多工艺，还包含了某些金属杂质，在一定条件下，它们会转移到硅片中形成电学缺陷, 这层氧化薄膜的去除常采用稀氢氟酸浸泡去除。





目前比较主流的污染物清洗手段主要是RCA标准清洗法（简称RCA）。RCA是一种典型的、至今仍为最普遍使用的湿式化学清洗法，该方法是1965年由Kern和Puotinen 等人在N.J.Princeton的RCA实验室首创的，并由此而得名。RCA主要包括以下几种清洗液。



SPM：H2SO4 /H2O2 100～150℃

SPM具有很高的氧化能力，并能把有机物氧化生成CO2和H2O，所以用SPM清洗硅片可去除硅片表面的有机沾污。由于H2O2在高温下易分解，此分解会影响H2SO4的浓度和降低去除有机沾污的效率。因此如果有机物沾污特别严重时定期的补充H2O2是十分必要的。



HF(DHF)：HF(DHF) 20～25℃

DHF可以去除硅片表面的自然氧化膜，因此，附着在自然氧化膜上的金属将被溶解到清洗液中，同时DHF抑制了氧化膜的形成。因此可以很容易地去除硅片表面的Al，Fe，Zn，Ni等金属，DHF也可以去除附着在自然氧化膜上的金属氢氧化物。用DHF清洗时，在自然氧化膜被腐蚀掉时，而硅片表面的硅几乎不被腐蚀。



APM (SC-1)：NH4OH/H2O2 /H2O 30～80℃

由于H2O2的作用，硅片表面会生成一层自然氧化膜(SiO2)，呈亲水性，硅片表面和粒子之间可被清洗液浸透。这层氧化膜会被NH4OH腐蚀，腐蚀后又立即发生氧化，氧化和腐蚀反复进行，因此附着在硅片表面的颗粒便落入清洗液中，从而达到去除粒子的目的。另外，通过H2O2的强氧化和NH4OH的溶解作用，也可以使有机物变成水溶性化合物，从而被去除。



HPM (SC-2)：HCl/H2O2/H2O 65～85℃

SC2具有极强的氧化性和络合性，用于去除硅片表面的Na、Fe、Mg等金属离子沾污。被氧化的金属离子与Cl- 作用生成的可溶性络合物随去离子水冲洗而被去除。



清洗的一般思路是首先去除硅片表面的有机沾污，因为有机物会遮盖部分硅片表面，从而使氧化膜和与之相关的沾污难以去除；然后溶解氧化膜，因为氧化层是“沾污陷阱”，也会引入外延缺陷；最后再去除颗粒、金属等沾污，同时使硅片表面钝化。



如今，化学品的污染物含量已经达到了ppt级别。因此，过滤解决方案必须要能够将杂质从工艺流程中去除到几乎不存在的水平，并必须不产生杂质。


颇尔微电子采用先进的 “Non-dewetting” 技术生产的PTFE聚合物膜是专门为今天的水基化学品以及有气体产生化学品(SC-1, SC-2, SPM)而设计。颇尔微电子卓越PTFE膜过滤器在使用过程中不会脱湿，可以防止气体在膜表面形成，以及达到优异的污染物拦截效率，化学稳定性和清洁度。

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