根據(jù)清洗介質(zhì)的不同,目前
半導(dǎo)體清洗技術(shù)主要分為濕法清洗和干法清洗兩種工藝路線。濕法清洗是針對(duì)不同的工藝需求,采用特定的化學(xué)藥液和去離子水,對(duì)晶圓表面進(jìn)行無損傷清洗,以去除晶圓制造過程中的顆粒、自然氧化層、有機(jī)物、金屬污染、犧牲層、拋光殘留物等物質(zhì),可同時(shí)采用超聲波清洗、加熱、真空等輔助技術(shù)手段;干法清洗是指不使用化學(xué)溶劑的清洗技術(shù),主要包括等離子清洗、超臨界氣相清洗、束流清洗等技術(shù)。干法清洗主要是采用氣態(tài)的氫氟酸刻蝕不規(guī)則分布的有結(jié)構(gòu)的晶圓二氧化硅層,雖然具有對(duì)不同薄膜有高選擇比的優(yōu)點(diǎn),但可清洗污染物比較單一,目前在 28nm 及以下技術(shù)節(jié)點(diǎn)的邏輯產(chǎn)品和存儲(chǔ)產(chǎn)品有應(yīng)用晶圓制造產(chǎn)線上通常以濕法清洗為主,少量特定步驟采用濕法和干法清洗相結(jié)合的方式互補(bǔ)所短,構(gòu)建清洗方案。未來清洗設(shè)備的濕法工藝與干法工藝仍將并存發(fā)展,均在各自領(lǐng)域內(nèi)向技術(shù)節(jié)點(diǎn)更先進(jìn)、功能多樣化、體積小、效率高、能耗低等方向發(fā)展,在短期內(nèi)濕法工藝和干法工藝無相互替代的趨勢(shì)。目前濕法清洗是主流的清洗技術(shù)路線,占芯片制造清洗步驟數(shù)量的 90%以上。
主要用于槽式清洗設(shè)備,將待清洗晶圓放入溶液中浸泡,通過溶液與晶圓表面及雜質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)達(dá)到去除污染物的目的。應(yīng)用廣泛,針對(duì)不同的雜質(zhì)可圓上的化學(xué)品消耗少;容易造選用不同的化學(xué)藥液:產(chǎn)能高,同時(shí)可進(jìn)行多片晶圓浸泡工藝:成本低,分?jǐn)傇诿科С删A之間的交叉污染。
二流體清洗法:
去離子水SC-1溶液。去離子水等,一種精細(xì)化的水氣二流體霧化噴嘴,在噴嘴的兩端分別通入液體介質(zhì)和高純氮?dú)?,使用高純氮?dú)鉃閯?dòng)力,輔助液體微霧化成極微細(xì)的液體粒子被噴射至晶圓表面,從而達(dá)到去除顆粒的效果。清洗效率高,廣泛用于輔助顆粒去除的清洗步驟中:對(duì)精細(xì)晶圓圖形結(jié)構(gòu)有損傷的風(fēng)險(xiǎn),且對(duì)小尺寸顆粒去除能力不足。
超聲波清洗法:
化學(xué)溶劑加超聲波輔助清洗,在25-40KHz 頻率超聲波下清洗,內(nèi)部產(chǎn)生空腔泡,泡消失時(shí)將表面雜質(zhì)解吸。能清除晶圓表面附著的大塊污染和顆粒:易造成晶圓圖形結(jié)構(gòu)損傷。需根據(jù)清洗工藝要求選擇合適的超聲波清洗頻率。
兆聲波清洗法:
化學(xué)溶劑加兆聲波輔助清洗,與
超聲波清洗類似,但用1-3MHZ工藝頻率的兆聲波清洗機(jī)。對(duì)小顆粒去除效果優(yōu)越,在高深寬比結(jié)構(gòu)清洗中優(yōu)勢(shì)明顯精確控制空穴氣泡后,
兆聲波清洗機(jī)也可應(yīng)用于精細(xì)晶圓圖形結(jié)構(gòu)的清洗;造價(jià)較高。
旋轉(zhuǎn)噴淋清洗法:
高壓噴淋去離子水或清洗液,清洗腔室配置轉(zhuǎn)盤,可一次裝載至少兩個(gè)晶圓盒,在旋轉(zhuǎn)過程中通過液體噴柱不斷向圓片表面噴淋液體去除圓片表面雜質(zhì)。與傳統(tǒng)的槽式清洗相比,化學(xué)藥液的使用量更低;機(jī)臺(tái)占地面積小;化學(xué)藥液之間存在交叉污染風(fēng)險(xiǎn),若單一晶圓產(chǎn)生碎片,整個(gè)清洗腔室內(nèi)所有晶圓均有報(bào)廢風(fēng)險(xiǎn)。