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引言
雖然RCA濕式清洗工藝具有較高的清洗性能，但仍存在化學(xué)消耗量高、化學(xué)使用壽命短、設(shè)備大、化學(xué)廢物產(chǎn)生量大等問題。傳統(tǒng)的臭氧化水(DIO3)濕式清洗系統(tǒng)具有較高的有機污染物清洗效率，0.1?/min光刻膠去除率。但顆粒去除效率(PRE)非常低，達到PRE的75%。這是因為傳統(tǒng)DiO3濕清洗系統(tǒng)中DiO3濃度低、pH值低。
因此，我們設(shè)計了改進了DIO3濕清洗系統(tǒng)，包括隔離清洗浴和高溶解的DIO3罐，而不是傳統(tǒng)的清洗浴，這樣即使在高pH下也能獲得高臭氧濃度。該系統(tǒng)對0.5?尺寸的顆粒和拋光漿液顆粒的PRE含量均高于93%。利用原子力顯微鏡(AFM)，通過測量晶片的表面粗糙度來表征DIO3的清洗過程。臭氧具有足夠濃度的臭氧堿性溶液不產(chǎn)生表面粗糙度。
改進的DIO3清洗系統(tǒng)為清潔化學(xué)物質(zhì)的使用和簡化的清潔過程提供了一種替代方法。本研究的目的是描述有無超聲波清洗系統(tǒng)的去離子水和堿性清洗溶液中的高濃度臭氧清洗溶液系統(tǒng)。
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實驗
臭氧生成方法：由于臭氧是一種不穩(wěn)定的分子，臭氧必須在現(xiàn)場產(chǎn)生。生產(chǎn)臭氧的各種方法的工作原理和臭氧來源都有所不同。各項方法及其差異匯總見表3.1。前兩種方法，放電和電解，是唯一具有實際重要性的方法。
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表3.1 臭氧產(chǎn)生的類型、原理和應(yīng)用領(lǐng)域的概述
臭氧濃度測量：臭氧氣體和溶解的臭氧濃度的測量對于發(fā)展基于臭氧的清潔過程非常重要。對臭氧濃度的測量方法有三種，如表3.2所示；紫外吸收法、碘測定法和電化學(xué)膜法。
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表3.2 臭氧測量方法的特點
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結(jié)果和討論
添加劑氣體對臭氧溶解的影響：臭氧產(chǎn)生中最常見和最廣泛使用的添加劑氣體是二氧化碳和氮氣。氣體量（0.1SLM）供應(yīng)到浴槽中，并在溶解濃度為30ppm時斷開。如圖4.6所示，二氧化碳需要較長的時間才能達到臭氧濃度的30ppm。相反，二氧化碳導(dǎo)致溶解臭氧的半衰期延長了兩倍。氮作為一種產(chǎn)生臭氧的添加氣體是有效的，而二氧化碳最能延長溶解臭氧的半衰期。
PSL和硅粒去除：在l型單晶片超硅能系統(tǒng)中清洗0.3?PSL和0.5?硅粒污染的晶片。如圖4.16和4.18所示，該清洗系統(tǒng)在60W超氣體功率時PRE最高。雖然清洗時間的影響尚不清楚，但可以說大部分清洗都發(fā)生在1min內(nèi)。對于PSL粒子，在60W時的超電子功率的PRE最高。對于PSL和二氧化硅顆粒，與低功率相比，大于60W的功率會降低PRE。圖4.17和圖4.19顯示了清洗前后的表面掃描儀圖像。
用DIO3清洗超聲單晶片中的污染物清洗：1.3?厚度的軟烤光刻膠也作為時間和超氣體功率的函數(shù)。如前所述4.2.1，一般超氣清洗系統(tǒng)中PR膜厚度略有下降。然而，當(dāng)使用DIO3作為中間劑代替去離子水時，得到了約30%的光刻膠厚度去除，如圖4.21所示。60W的大氣體功率的最佳PR去除率與PRE相同。
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圖4.2.1 光刻膠厚度去除在DI水和DIO3中間體中作為超氣體能量的函數(shù)
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結(jié)論
本文研究了DIO3、單晶圓超晶圓及其混合半導(dǎo)體清洗方法。傳統(tǒng)的DIO3濕式清洗系統(tǒng)具有較高的有機污染物清洗效率，1?/min光刻膠去除率。然而，它僅在DIO3和堿性DIO3溶液中的顆粒去除效率(PRE)非常低。這是由于低DIO3濃度和低pH引起的，因為DIO3和氫氧化銨混合物降低了它們的特性。
改進的DIO3濕清洗系統(tǒng)具有隔離清洗浴和高冷凝DIO3罐。通過這種結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)#2滿足40ppm和pH12。系統(tǒng)#2顯示92%的0.5?尺寸的硅PRE和93%的SWPPRE。在AFM形學(xué)試驗中，如果DIO3和氫氧化銨混合良好，則PRE較高，但粗糙度沒有增加。然而，如果DIO3不分散，氫氧化銨顯示蝕刻模式。
盡管堿性DIO3和超氣體體系的PRE均低于傳統(tǒng)的SC1，但這些方法的結(jié)果表明，也有望取代傳統(tǒng)的SC1。