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微电子工艺中的清洗技术
作者:Steven 发布于:2017/01/05 17:25:38 点击量:

   随着科学技术的飞速发展,集成度不断提高,线宽不断减少,所以对硅衬底片的质量要求越来越高,特别是对硅抛光片的表面质量要求越来越严格。这主要是表面底颗粒和金属杂质沾污会严重影响器成品率,目前,对于抛光片底要求是表面大于0.2μm底颗粒数应小于20个/片。在集成电路制程中几乎每一道工序都有清洗的问题,清洗是半导体器重要频繁的步骤,而且清洗效果直接影响器件的成品率、性能和可靠性,所以国内外对清洗工艺在不断进行。


   湿法化学清洗


   大部分的清洗方法可粗略地分为湿法清洗和干法清洗,过去的三十年中,湿法清洗一直是晶片技术咨询的主流,它是利用溶剂、各种酸碱、表面活性剂和水,通过腐蚀、溶解、化学反应转入溶液和冷热)中洗等方法去除晶片表面的沾污物,每次使用化学试剂后都应用超纯水清洗,以去除化学试剂的残留物。虽然没有哪一种清洗方法可以适用于所有的清洗要求,但三十年来湿法清洗已形成了自己典型的清洗顺序。


   (1)常用化学试剂、清洗液的性质


   化学试剂及清洗液的去污能力,对于湿法化学清洗的清洗效率有决定性的影9向,湿法化学清洗的首要步骤是根据硅片清洗目的和要求选择适当的试剂和清洗液。硅片清洗中常用的化学试剂和清洗液主要有无机酸、氧化剂、络合剂、双氧水清洗液、有机溶剂、合成洗涤剂、电子清洗剂等几大类。它们在化学清洗中的主要作用或化学性质见表1。


   (2)溶液浸泡法


分分pk拾    溶液浸泡法就是通过将要清除的硅片放入溶液中浸泡来达到清除表面污染的目的的一种方法,它是湿法化学清洗中常用的一种方法。它主要是通过溶液与硅片表面的污染杂质在浸泡过程中发生化学反应及溶解作用来达到清除硅片表面杂质的目的。选用不同的溶液来浸泡硅片可以达到清除不同类型表面污染杂质的目的。单纯的溶液浸泡法效率往往不尽人意,所以在采用浸泡的同时往往还辅以加热、超声、搅拌等物理措施。


   (3)机械擦洗法


分分pk拾    当硅片表面沾有微粒或有机残渣时常用擦片的方法清洗。刷片法被认为是去除化学机械抛光液残余物的有效的方法之一。这种清洗方法在日本、韩国和台湾非常普遍,在欧洲和美国也获得广泛应用。机械擦洗法一般分为手工擦洗法和机械擦洗法两种方法。


   手工擦洗法是简单的一种擦洗法,一般用镊子夹取浸有甲苯、丙酮、无水乙醇等有机溶剂的棉球,在硅片表面沿着同一方向轻擦,以去除蜡膜、灰尘、残胶司其他固体颗粒。但此法易造成划伤,污染严重。


   用于擦洗的擦片机又可分为纯机械性擦刷的擦片机和高压擦片机等。纯机械性擦片机利用机械旋转,使软羊毛刷或刷辊擦刷硅片表面。该法较手工擦洗造成的硅片划伤大大减轻。而高压擦片机由于无机械摩擦,则会划伤硅片表面,而且可以达到清除槽痕里的沾污,硅片机擦洗是硅片擦洗的趋势。


   (4)超声波清洗法


   超声波清洗是牛导体工业中广泛应用的一种清洗法,该方法的优点是:清洗效果好,操作简单,对于杂的器件和容器也能清除,但该方法具有噪音较大、能器易坏的缺点。


   该方法的清洗原理如下;在强烈的超声波作用(常用的超声波频率为20kH2到40kHz左右),液体内会产生疏部和密部,疏部产生近乎真空的空腔泡,当腔泡消失的瞬间,其附近便产生强大的局部压力,傻子内的化学键断裂,因此使硅片表面的杂质解吸。兰声波的频率和空腔泡的振动频率共振时,机械作用大到更大,泡内聚集的大量热能,使温度升高,促进化反应的发生。超声波清洗的效果与超声条件(如温度、压力、超声频率、功率等)有关,而且提高超声波珍往往有利于清洗效果的提高。





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