声表面波器件工艺原理1清洗工艺原理

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1、声表面波工艺原理第一章清洗工艺原理一，声表器件清洗工艺原理序：声表器件制作工艺中的清洗技术及洁净度是影响器件合格率、器件性能和可靠性的重要因素。杂质污染主要来源于晶片加工过程、环境污染、水（包括纯水）污染、试剂污染、工艺气体污染、生产用设备、器皿、工具及易耗品污染、人体污染和工艺过程造成的污染。由于表面污染是通过污染物与表面间的作用力引起（主要是化学力和分子间力），清洗就是为破坏这种作用力，除去由上述污染源所带来的有机物、微粒、金属原子（离子）及微粗糙。（一）对基片表面的清洗：由于有机物会遮盖部分基片表面，影

2、响对微粒和金属的清洗，所以清洗的一般思路是：先除去表面的有机污染，然后再去除微粒和金属杂质。1，对有机物的清洗：基片上的有机污染主要有油膜、残余的蜡膜胶膜、不纯有机溶剂挥发后的残膜，以及微生物的有机残渣、手油等。这些杂质分子与基片表面的接触通常是依靠分子间力维持，多属物理吸附，吸引力较弱，且随分子间距的增加很快削弱，。基片表面上的有机物除影响清洗效果外，工艺上主要影响金属膜的粘附和光刻质量。清洗有机物常用方法主要有：a）擦洗：当基片表面有微粒、有机残渣或残膜时常用擦片办法，它是靠人工（或机械）作用及有机溶剂溶

3、解作用去除表面大块污物，根据有机溶剂结构相似相溶原理,可依次用甲苯、丙酮、无水乙醇棉球在基片表面沿同一方向轻轻擦拭，然后用纯水超声5-10分钟，最后用纯水冲洗、甩干。操作中注意，不可将溶剂顺序颠倒或打乱,擦片要无划伤、不留液渍。b）等离子体清洗（干法清洗）：等离子体是部分电离的气体，由电子、离子、自由基（以氧为例，指游离态氧原子）及其它中性粒子组成，是物质的第四态。等离子体清洗机理主要是依靠等离子体中的活性粒子（电子、离子和自由基）的活化作用达到去除表面污渍的目的。其反应过程包括：无机气体被激发为等离子态；气

4、相物质被吸附在固体表面；被吸附基团与固体表面分子反应生成产物分子；产物分子解析形成气相；反应残余物脱离表面。按反应类型分类：等离子体与固体表面反应可以分为物理反应（离子轰击）化学反应及物理化学反应。物理反应机制是，活性离子轰击待清洗表面，使污染物脱离表面并最终被真空泵抽走；其优点是，自身无化学反应，表面不留氧化物，腐蚀作用各向异性；缺点是，使表面在分子级范围内变的粗糙，对被清洗表面的各种不同物质选择性差，热效应大，腐蚀速度低。化学反应机制是，各种活性的粒子和污染物反应生成易挥发性物质，然后由真空泵吸走；其优点

5、是，清洗速度高，选择性好，对清除有机污染比较有效，缺点是会在表面产生氧化物。物理化学反应机制是，两种反应都起重要作用，并互相促进；离子轰击使被清洗表面产生损伤，削弱其化学键或者形成原子态，使其容易吸收反应剂，离子碰撞使被清洗物加热，使之更容易发生反应，其效果是既有好的选择性、清洗效率、均匀性，又有好的方向性。-3按激发频率分类：等离子态密度n（cm）和激发频率v（Hz）有如下关系：82n=1.2425×10v，由上式见，频率越高，等离子态密度越大，列表说明其分类：频率等离子体类型自偏压反应类型应用40KHz超

6、声等离子体1000V物理反应对表面影响大，易造成二次污染13.56MHz射频等离子体250V物理化学反应去除表面污染物、有机物、氧化物（氢）等2.45GHz微波等离子体几十伏化学反应去除表面污染物、有机物、氧化物（氢）等典型的等离子体化学清洗工艺是氧等离子体清洗。在低压系统中通入少量氧，受高频电场作用，氧被激励成游离态氧原子，使有机物氧化成挥发性物质CO2和H2O，达到清除目的（但不能去掉碳和其它非挥发性金属或金属氧化物）。工艺要求的真空度、高频频率、通氧量、功率、时间可参照设备说明或由实验确定。具体反应如下

7、：***O2—→O+OCxHy+O—→CO2↑+H2O↑-3典型的等离子体物理清洗工艺是氩等离子体清洗。在镀膜前，抽高真空到5×10Pa，充Page1of5声表面波工艺原理第一章清洗工艺原理-2入氩气，保持真空度在5×10Pa，打开离子轰击机，利用离子枪产生的高能离子束轰击晶片表面残留的各种杂质及吸附气体，使其从表面清除，达到清洁目的。在清洗中要适当调整氩离子能量，以免晶面受损。c）紫外线/臭氧干法清洗（干法清洗）：实质是等离子体清洗，只是等离子体产生方法不同。通氧气到低真空反应室，利用紫外线能量激发使氧分子

8、分解成具有强氧化能力的游离态氧原子及臭氧，将有机物氧化成挥发性化合物，抽气排除。d）3号液（SPM）清洗（湿法清洗）：3号液是浓硫酸和过氧化氢的混合液，浓硫酸有强氧化性、强酸性，过氧化氢又使其氧化性加强。3号液既可去除有机物污染，又可去除金属污染。其清洗原理是，浓硫酸和过氧化氢混合会生成卡罗酸H2SO5，通过卡罗酸分解生成的自由基与有机物反应会生成可溶性挥发物。另外由于浓硫酸本身有很强的酸性、氧化性