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引言
半導(dǎo)體的清洗在制造工序中也是非常重要的。特別是光刻膠的去除是最困難的，一般使用硫酸和過氧化氫混合的溶液(SPM)等。但是，這些廢液的處理是極其困難的，與環(huán)境污染有很大的關(guān)系，因此希望引進(jìn)環(huán)保的清洗技術(shù)。因此，作為環(huán)保的清洗技術(shù)之一，以蒸餾水、臭氧為基礎(chǔ)，利用微氣泡的清洗法受到關(guān)注。
因此，作為其基礎(chǔ)性研究，本研究的目的是，通過使用普通氣泡的臭氧氣泡和臭氧微氣泡，測量各種光刻膠的去除速度，評價(jià)微氣泡的清洗效果。
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實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)裝置的概略為圖1所示，實(shí)驗(yàn)裝置是無金屬制的加壓溶解型。裝置的機(jī)理是用泵吸入水槽的水，同時(shí)使其吸入氣體。對其加壓后，通過減壓釋放使其產(chǎn)生微氣泡。試料中，使用了只涂有光刻膠的狀態(tài)的半導(dǎo)體晶圓。尺寸約為30四方，厚度約為1.將試料浸入水槽內(nèi)的液體中，通過臭氧微氣泡進(jìn)行光刻膠的去除。同時(shí)，作為比較對象也進(jìn)行了臭氧氣泡的去除。此時(shí)，供試液體為蒸餾水。水溫分別為27.7～30.3℃，30.0～30.9℃，氣泡源使用臭氧氣體。微氣泡的排出壓力為0.4 kPa.臭氧流量為1L/min。
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圖2 微氣泡發(fā)生器
在清洗評價(jià)方法中，使用了能量分散型熒光X射線分析裝置，通過分析向試料照射X射線產(chǎn)生的熒光X射線的能量，將光刻膠的除去量換算成除去速度。
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結(jié)果和總結(jié)
圖2顯示的是臭氧鼓泡和臭氧微氣泡對光刻膠的去除速度。水中臭氧濃度的平均值分別為7.2 mg/L，2L2mg/L.臭氧鼓泡的情況下，在開始清洗的20分鐘內(nèi)顯示緩慢的下降趨勢，這是因?yàn)楣饪棠z具有疏水性。之后，可以看到幾乎呈直線的減少趨勢，120分鐘內(nèi)光刻膠被完全去除。另一方面，在臭氧微泡中，光刻膠在20分鐘內(nèi)被完全去除，與臭氧泡相比，去除速度約為6倍。
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圖2 光致抗蝕膠的去除效果
產(chǎn)生這種去除速度差的機(jī)理有兩個。一個是水中臭氧濃度。光刻膠的去除速度與水中臭氧濃度成比例增減。這次，其濃度與臭氧氣泡相比，臭氧微氣泡的數(shù)值高出約3倍。第二個是由于微氣泡的壓壞現(xiàn)象造成的影響?？梢哉J(rèn)為，在光刻膠表面或者其附近，臭氧微氣泡被壓壞，此時(shí)產(chǎn)生的大量的羥基自由基對光刻膠進(jìn)行了極其強(qiáng)力的分解去除，因此，由于這些的相乘效果，產(chǎn)生了6倍的去除速度差。
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總結(jié)
通過臭氧微氣泡進(jìn)行半導(dǎo)體晶圓的光刻膠去除實(shí)驗(yàn)，評價(jià)了微氣泡的清洗性能，其結(jié)果總結(jié)如下。1）臭氧微氣泡具有比臭氧氣泡大約6倍的光刻膠去除速度。2）去除速度差的機(jī)理，可以認(rèn)為與水中臭氧濃度和微氣泡的壓壞現(xiàn)象有關(guān)。