在制造工厂中,用于刻蚀和清洗晶圆和设备的酸、碱、溶剂必需是最高纯度的。涉及的污染物有金属离子微粒和其它化学品。与水不同的是,工艺化学品是采购来的,直接运输到工厂后使用。工业化学品分不同级别,他们分一般溶剂、化学试剂、电子级和半导体级。前两种对于半导体使用来说过脏,电子级与半导体级相对洁净些,但不同制造商所生产化学品的洁净度也是不同的。
图 5.21 典型去离子水系统
Purity Water纯水
Particle Prefilter 颗粒前过滤器
Reverse Osmosis Demineralizer反渗透去微粒器
Primary Demineralizer主要去微粒器
N2氮气
Storage Tank存储罐
Polishing Demineralizer去微粒器
Ultraviolet Sterilizer紫外线杀菌
Final Filter最终过滤器
Process Area工艺区
Recycle Loop再循环回路
Acid Neutralization酸中和
Drain排水
象SEMI这样的商业组织为整个行业建立了洁净度的规格,但是大多数半导体厂按照自己内部的规格采购化学品。化学品的主要污染是移动的金属离子,通常须限制为百分之一( PPM)级或更低。一些供应商可制造MIC级的化学品,含量仅仅十亿分之一。微粒过滤器的级别被规定为0.2微米或更低。
化学品的纯度由成份来表示。成份数就是指容器内所含化学品的百分数。例如,一瓶99.9%的硫酸表示含有99.9%的纯硫酸和0.01%的其他溶液。
把化学品传输至工艺加工区域不只包括保持化学品的洁净,还包括对容器内表面的清洁、使用不易溶解的材质的容器、不产生微粒的标识牌,并在运输前把瓶放置化学品袋中。化学品瓶现只用于老式、技术较低的制造厂中。
许多公司采用大量购入方式买入洁净工艺化学品,然后倒入小罐中,并通过管道从中央系统传入工艺工作台,或者从小瓶直接传输到工艺工作台。大量化学品传输系统(BCDS)可以提供更洁净的化学品且费用较低。另外特别要注意定期清洁管道和运输瓶来防止污染。另一个特殊问题是当把化学品倒入另一种化学品瓶中时会产生交互污染。每种化学品的化学品瓶应专用。---
有几种技术可以同时满足更洁净的化学品、更严格的工艺控制和较低的费用。其中一种是点使用(POU)化学品混合器(BCDS的另一版本)。这种装置连接在湿洗柜或自动机械上,混合化学品后把他们送到工艺罐中。另一种就是化学品再加工系统,这种装置设于湿工艺工作台的排水系统中。去除离子的化学品被再过滤或者在某些情况下需再加入离子重新使用。重要的“再利用刻蚀器”要接上过滤器以保证为晶圆提供洁净的化学品源。一种更新的工艺是点使用化学品再生(POUCG)。例如氨水,氢氟酸和过氧化氢这些化学品是由相应的气体与去离子水在工艺工作台混合而成,这种方法可以减少化学品包装与运输时所产生的污染,可制造出万亿(ppt)级的化学品。19