Ежегодная Международная конференция "Сотрудничество для решения проблемы отходов"


Главная страница
Сведения об авторах

Активируемая озоном очистка пластин Si от фоторезиста

Мантузов А. В., Потапова г. Ф., Научно-исследовательский физико-химический институт им. Л. Я. Карпова, Москва, Россия
Клочихин В. Л., Институт проблем безопасного развития атомной энергетики Российской академии наук, Москва, Россия
Шульга Ю. М., Институт проблем химической физики Российской академии наук, Черноголовка, Московская обл., Россия

Актуальные проблемы производства полупроводниковых приборов и микроэлектроники — оптимизация обращения с отходами и снижение удельной энерго- и ресурсоемкости продукции. Воздействие производства изделий микроэлектроники, радиоэлектроники и т. п. на окружающую среду определяется используемыми химическими веществами и технологическими операциями.

Очистка поверхности полупроводниковых пластин (ППП) от фоторезистов — важнейший этап технологии изготовления полупроводниковых интегральных микросхем различного конструктивно-технологического и функционального назначения. Основное требование, предъявляемое к методу очистки ППП, — полное удаление пленки фоторезиста без вторичного загрязнения и разрушения поверхности подложки. Обычно для удаления фоторезиста используют как химические, так и физические способы.

Химические способы заключаются в обработке ППП смесями кислот и/или органических растворителей, что приводит к деструкции полимеров фоторезиста. Недостаток этого способа — высокая агрессивность и токсичность травителя, трудность нейтрализации отходов, наличие в них ионов металлов.

В свете сказанного важная задача — создание новых высокоэффективных, малоотходных, экологически безопасных, ресурсо- и энергосберегающих технологий очистки ППП Si.

В данной работе определяли условия жидкостной очистки ППП Si c применением озона, позволяющие одновременно удалять органические загрязняющие вещества и получать наноразмерные, управляемые условиями обработки диоксидные покрытия.

Ранее мы показали, что обработка поверхности ППП Si моющими растворами NH4HF2, активированными барботируемым озоном, позволяет объединить в одну стадию снятие фоторезиста и удаление/наращивание толщины слоя SiO2. Установлено, что в 0,1 M растворах NH4HF2, активированных озоном, не только удаляется полимерная фоторезистивная пленка, но и наблюдается управляемый рост диоксидной пленки.

На рисунке представлен ИК спектр поверхности образца Si после удаления слоя фоторезиста жидкостной обработкой в озонированной смеси 1 М раствора NH4OH и 50 % H2O2.

ИК спектр поверхности Si пластины после удаления фоторезиста

В спектре пластины регистрируются интенсивные полосы поглощения при 1 152, 1 038 и 789 см-1 , характерные для SiO2. Отсутствуют полосы поглощения Si—OH и Si—H, что указыва­ет на наличие качественного покрытия пластины Si диоксидом кремния. Присутствие в пленке гидроксильных групп и атомов водорода нежелательно, поскольку это увеличивает плотность поверхностных состояний, уменьшает термостойкость, ухудшает электрофизические характерис­тики образца.

Оценить пористость пленки диоксида кремния можно по величине полуширины полосы поглощения 1 038 см-1 (∆ω1/2 = 70 см-1). Для справки: у достаточно плотного термически выращенного диоксида кремния полуширина полосы поглощения ∆ω1/2 = 73 см-1.

Таким образом, применение моющих растворов на основе NH4OH, активированных O3 или O3 + H2O2, позволяет полностью удалить органические загрязняющие вещества, получить плотные наноразмерные оксидные покрытия и исключить вторичное загрязнение и разрушение поверхности подложки. В таблице даны характеристики традиционной и разработанной нами технологий.

Параметры традиционной и предлагаемой технологий обработки ППП Si

 

Характеристика

Технология

традиционная

предлагаемая

 

Процесс

 

Н2SO4 + H2O2 + H2O, 125 °С, 70 °С
NH4OH + H2O2 + H2O, 70 °С
HCl + H2O2 + H2O
HF
+ H2O2 + H2O
Промывка в воде

NH4OH + H2O2 + O3
NH4HF2
+ O3
Промывка в воде 

Материалоемкость, руб./600 пластин

541,8

19,7

Энергоемкость, кВт·ч/600 пластин

12

0,704

Эксплуатационные расходы, руб./600 пластин

570,7

21,41

Количество органических  загрязняющих веществ, г/см2

менее 10−8

менее 10−8

Толщина оксидного покрытия, Ǻ

10–20

10–20

Работа выполнена при поддержке Федерального агентства по науке и инновациям Российской Федерации (Государственный контракт № 02.513.12.3078).

 Ozone-Activated Photoresist Removal from Si Plates

Mantuzov A. V., Potapova G. F., L. Ya. Karpov Institute of Physical Chemistry, Moscow, Russia
Klochikhin V. L., Nuclear Safety Institute, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia
Shulga Yu. M., Institute of Problems of Chemical Physics, Russian Academy of Sciences, Chernogolovka, Moscow Oblast, Russia

The conditions of wet Si plate cleaning with the use of ozone have been examined. The proposed cleaning method enables the removal of organic pollution, minimization of cleaning waste, and development of condition-controlled nano-sized dioxide coatings on the plates. The application of washing solutions of NH4OH, activated by O3 or O3 + H2O2, allows to remove completely organic contaminants and produce dense Si-dioxide coatings without any secondary pollution and destruction of the substrate surface. The process is economically effective and environmentally safe. 

Главная страница

Сведения об авторах

Мантузов Антон Викторович, мл. науч. сотр., Научно-исследовательский физико-химический институт им. Л. Я. Карпова, пер. Обуха, д. 3-1/12, стр. 6, Москва, 105064, Россия. Моб. (909) 150-57-03, факс (495) 917-24-90. E-mail
Потапова Галина Филипповна, канд. хим. наук, вед. науч. сотр., Научно-исследовательский физико-химический институт им. Л. Я. Карпова, пер. Обуха, д. 3-1/12, стр. 6, Москва, 105064, Россия. Моб. (906) 085-39-01, факс (495) 917-24-90. E-mail
Клочихин Владимир Леонидович, д-р физ.-мат. наук, зав. лабораторией, Институт проблем безопасного развития атомной энергетики РАН, ул. Б. Тульская, 52, Москва, 115191, Россия. Моб. (916) 395-65-74, факс (495) 958-00-80. E-mail
Шульга Юрий Макарович, канд. хим. наук, зав. лабораторией, Институт проблем химической физики РАН, просп. Акад. Семенова, 1, Черноголовка, Ногинский р-н, Московская обл., 142432, Россия. Моб. (903) 242-42-13, факс (49652) 2-56-36. E-mail

 


© Независимое агентство экологической информации
Последние изменения внесены 26.03.11