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超纯水水质在液晶面板制程中的影响
时间:2018-01-19 作者:纯水一号
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液晶面板生产大约50%以上工序中硅片与超纯水直接接触,有80%以上工序需要进行化学处理,而化学处理又与超纯水有密切关系,并且直接与工件接触。如果水质不纯,就会导致器件性能下降,影响产品性能,进而影响产品的良率。因此,超纯水的品质对液晶面板发展有很大影响。随着更高集成度产品的出现,势必将对超纯水提出更为严格的要求。其中,要求特别严格的指标是微粒的粒径和数量、有机物TOC表示)、溶解氧(DO)以及二氧化硅(SiO2)、硼和溫度。

一、 水中微粒

水中的微粒,对液晶面板生产有着极大的危害,当微粒与硅片接触时,由于分子间互作用力、电子吸引力以及毛细管力的作用,极易粘附在硅片表面,很难清除尤其是水分蒸发后,残留在硅片表面的微粒更难去除,边而对电路造成破坏作用、 粒径较大的微粒,将使电路产生较大的缺陷,而微粒的多少,将影响产生缺陷的数量(缺陷密度)。

二、 有机物(TOC)

由于在超纯水中TOC的污染能在硅片表面分解,在硅片上形成雾状物,这些有机污染可使硅片增加局部氧化速度,能生长几十种的无定型氧化硅,使氧化层不均勺,所以需要严格控制超纯水的T0C。

三、 溶解氧(DO)

溶解氧是硅片在清洗过程中生长自然氧化膜的敏感因素,又是微生物赖以生存的重要条件,硅片在清洗过程中,如水中有溶解氧存在,极易在硅片表面生成自然氧化膜,进而影响电路的性能和成品率。由于水中的溶解氧高,能在硅片表面形成一层无定型氧化硅,响器件的性能和成品率。

四、硅(SiO2)

水中的硅一般以总硅表示,包括可溶性硅和非可溶性硅。可溶性硅以溶解状态存在于水中,尺寸一般在1mm-1um范围内。它如在硅片表面上沉,将影响热痒化层的质量,产生表面缺陷,甚至造成废品。超纯水中硅对大规模集成电路的材料、器件性能和成品率有很大的影响。它会降低热生长的氧化物的可靠性,造成磷硅雾,等离子刻蚀,也会形成颗粒污染,而影响图形缺陷,会降低电子管及固体电路的质量。

五、硼(Boron)

在半导体生产工艺中,硼过量会使n型硅反型,对电子、空穴浓度有影响。因此在纯水行业中,要充分考虑硼的脱除和所用树脂中硼的析出,目前硼含量可以控制在0.01ug/L左右。

六、温度

超纯水的温度是光刻技术中折射率的重要参数之一,它将影响行清晰度和聚焦的深度。超纯水的溫度控制25℃士1℃ 。总而言之,超纯水的水质严重影响着液晶面板的生产,如颗粒将在制程产生图案偏差、介电质上残余的有机合成物将使记忆体中止时间失效、接面上的细菌会导致接面漏电流、碱金属易造成介电质崩溃强度的降低和重金属会缩短少数载子寿命进而影响元件的效率等。

因此,为了适应液晶面板生产持续往轻、薄、短、小及高密度方向发展,对超纯水水质的要求将越来越严格,以减少超纯水在制程工艺中对液晶面板产生的缺陷。

---摘自《农业科技》范香如






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