高效的硅片清洗需要最佳的工藝控制，以確保在不增加額外缺陷的情況下提高產品產量，同時提高生產率和盈利能力。

硅半導體器件是在高度拋光的晶片上制造的。晶圓上的劃痕和其他缺陷可能會影響最終產品的性能。因此，表面準備是獲得干凈、鏡面拋光、未受損硅表面的關鍵步驟。化學清洗是一種行之有效的方法，用于去除晶圓表面的污染物。最常見的工藝是RCA清洗，通過兩個連續的標準溶液清洗晶圓。標準清潔1 SC1浴(或氨過氧化物混合物APM)由NH4OH和H2O2組成。標準清潔2 SC2浴由鹽酸和H2O2制成。有效清洗晶片的關鍵因素是清洗槽的停留時間和最佳化學濃度。對主要SC1/SC2槽成分的快速在線監測保證了晶片產量的增加，同時降低了缺陷密度。

SC1浴從晶片上去除顆粒、薄膜和有機殘留物，并在表面形成薄氧化層。然而，過渡金屬氫氧化物也可以保留在晶片表面上。也就是說，在后化學機械平面化化學機械拋光清洗順序中，SC2浴變得至關重要。SC2浴是酸性的，有助于去除表面的堿和過渡金屬。這種清洗過程在晶片表面留下一層薄的鈍化層，以避免未來的污染。

導體器件越小，從硅片表面去除小顆粒就越困難。因此，半導體制造商在潔凈室內部的濕臺中執行標準清潔步驟，以控制環境并避免進一步污染。這種設置留給安裝分析系統的空間非常有限。此外，應避免在潔凈室區域內進行任何化學處理，以提高人身和生產安全，并避免污染晶圓。

在標準清洗液中同時監測多個參數的一種更安全、更高效、更快速的方法是使用無試劑近紅外光譜(NIRS)進行在線分析。浴槽的實時分析將化學物質濃度保持在嚴格的規格范圍內，將它們的消耗量減少了約25%，每年為每個浴槽組件節省數萬美元。

當潔凈室空間有限時，過程分析儀可以安裝在地下核心設施的潔凈室外，或者只是安裝在嵌入處理單元或工具本身的濕工作臺下面。儀器與采樣點之間的距離(多路復用器選項可達9個)可以相隔數百米，并簡單地與低色散光纖與儀器接口。所有工藝浴都有一個由PFA管制成的循環循環。過程分析公司設計和定制的流電池可以夾在這些管上，便于安裝，無需修改現有的設置。只要夾住流動單元，然后開始測量。

圖3 SC1浴中NH3和H2O2濃度的趨勢圖

過程中近紅外光譜的好處：

提高產品產量、再現性、生產率和盈利能力(減少晶圓報廢)。

通過持續監控標準浴槽，有效清潔晶圓。

每個測量點節省更多成本，使結果更具成本效益。

由于實時監控和操作人員不接觸化學試劑，生產更加安全。

為了建立一個校準模型，需要一個覆蓋該過程的適當的樣品范圍。這些樣品將通過NIRS和參考方法進行分析。NIRS數據的精度與參考方法的精度直接相關。其他應用可用于半導體行業，如：酸銅浴中的銅、硫酸和氯離子、混合酸蝕刻劑中的酸度、氫氟酸蝕刻劑、氫氧化銨和標準清潔浴中的鹽酸。

NIRS分析可以將從過程到主要方法(如滴定、卡爾費舍爾滴定、HPLC、IC)進行比較，為您的過程需求創建一個簡單但不可或缺的模型。通過Metrohm過程分析NIRSXDS系統獲得對生產的更多控制，能夠通過多路復用器選項監控多達9個流程點。

審核編輯：湯梓紅