林榮超

廈門天馬微電子有限公司 福建廈門 361000

信息產(chǎn)業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，為人們的日常生活提供豐富的電子信息產(chǎn)品，為國防和國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)提供可靠的電子設(shè)備，承擔(dān)著改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的重要使命。微電子器件是信息產(chǎn)品的核心，清洗是微電子器件制備過程中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。如果一個(gè)過程沒有被正確地清洗，它將影響成品率、成品率和可靠性。例如，導(dǎo)彈發(fā)射往往由于設(shè)備可靠性故障而失??；許多電子產(chǎn)品和機(jī)電產(chǎn)品，包括汽車和手機(jī)，都是制造的。需要高質(zhì)量的清洗過程。

1 RCA清洗工藝

RCA清洗工藝對(duì)暴露在外的硅片或具有氧化膜的硅片表面具有良好的清洗效果。我們將H=0：與NHQOH混合成堿性溶液，或與鹽酸形成過氧化氫形成酸性溶液。過氧化氫具有很強(qiáng)的氧化作用，NHQOH溶劑的絡(luò)合也很明顯。在連續(xù)氧化和絡(luò)合作用下，可以有效去除硅片表面的顆粒和重金屬污染物。然后，為了保證清洗效果，還可以使用濃度較小的鹽酸溶液去除顆粒中的重金屬污染物和殘?jiān)瑫r(shí)保證硅片表面光滑，減少環(huán)境污染。

RCA清洗工藝對(duì)附著在硅片表面的顆粒和鋅金屬污染物的處理效果明顯，但對(duì)銅和鐵金屬污染物的清洗效果并不理想。人改善了倫敦證交所RCA清洗過程和發(fā)展的解決方案，這是一個(gè)混合硝酸、氫氟酸和過氧化氫在一定比例，這對(duì)硅化合物有很強(qiáng)的腐蝕作用，是否硅片的表面親水性或疏水性表面可以有效去除各種污染物，包括銅金屬與鐵金屬污染物。然后將HN03和低濃度HF溶液混合，去除銅、鐵等金屬污染物的殘留。

2 HF/O3清洗法

氫氟酸/O3清洗法是一種新型的濕式化學(xué)清洗技術(shù)，主要用于去除有機(jī)物和金屬污染物。O3是一種不穩(wěn)定氣體，具有很強(qiáng)的腐蝕性和氧化性。O3在常溫常壓下在水中有一定的溶解度。HF/O3清洗方法通常先用O3超凈水清洗，去除大部分有機(jī)物和金屬，然后用HF去除氧化層和附著在氧化層上的污染物，最后用O3超凈水清洗，形成表面。一層質(zhì)量較高的氧化膜。根據(jù)HF/O3清洗處理量的不同，可分為槽式清洗法和單片機(jī)清洗法兩種。此外，該方法可根據(jù)清洗過程的需要適當(dāng)添加表面活性劑，也可與超聲波或超聲速波結(jié)合使用。O3的氧化還原電位高于H2SO4和H2O2，因此O3超凈水去除有機(jī)物和金屬的效果優(yōu)于傳統(tǒng)的RCA清洗方法，如SPM和HPM。

3 超聲清洗技術(shù)及兆聲清洗技術(shù)

近年來，在濕法化學(xué)清洗的基礎(chǔ)上，通過增加機(jī)械力將異物從工件上剝離出來，超聲波和超聲速波在其中起著重要作用。超聲波在清洗液中密集地向前輻射，使液體流動(dòng)，產(chǎn)生成千上萬個(gè)微小的氣泡。這些微泡在超聲波縱向傳播的負(fù)壓區(qū)形成并生長(膨脹)，在正壓區(qū)迅速閉合(爆炸)。這種微小氣泡的形成、增長和迅速閉合現(xiàn)象稱為“空化效應(yīng)”。這種“空化效應(yīng)”產(chǎn)生超過1000個(gè)大氣壓的瞬時(shí)高壓。連續(xù)的高壓就像一系列的“爆炸”，不斷轟擊工件表面，所以物體的表面污垢清洗和差距的差距正迅速剝落。一般來說，低頻有很強(qiáng)的清潔干凈的大顆粒的能力，但是它也很容易損壞設(shè)備；高頻清洗適用于較細(xì)顆粒的清洗，但不具備較大顆粒的清洗能力。半導(dǎo)體中常用的超聲波清洗頻率為40khz、80khz和100khz。兆聲清洗通常頻率在400kHz以上，1MHz頻率用于清洗0．5μm以下顆粒。

4 電化學(xué)清洗技術(shù)

電化學(xué)清洗重要用作移除有機(jī)污染物。電解法是把超潔凈水或是退出電解液的超潔凈水水解成陰離子與陽離子，透過調(diào)控電解液的濃度與電流密度來掌控PH值與氧化也原電位，獲得所需的強(qiáng)氧化溶液?；蚴菑?qiáng)還原劑，以此移除硅片表面的污染物。電氣化學(xué)清洗可精確地移除晶圓表面的有機(jī)污染。把金剛石膜電化學(xué)清洗硅片表面的方法和現(xiàn)有的RCA清洗工藝展開了比較。實(shí)驗(yàn)顯示，電氣化學(xué)整肅之后的硅片表面有機(jī)碳含量比較高，微粗糙度比較大。電氣化學(xué)清洗方法的應(yīng)用把大大減少化學(xué)試劑的用量與超凈化水的沖洗，進(jìn)而減少成本，增加對(duì)于環(huán)境的污染。但是目前也沒雪鐵龍新穎的電化學(xué)清洗裝置投入市場。

5 濕法清洗需要注意的事項(xiàng)

當(dāng)濕法清洗工藝用作移除硅體表面污染物時(shí)，依據(jù)材料的有所不同需要需有所不同的蝕刻溶液。假如手動(dòng)絕不當(dāng)，會(huì)沖擊硅體之上的其他層，絕不適于電子器件的平穩(wěn)。此外，于采用濕法清洗工藝清洗污染物時(shí)，要留意污染物的種類，接著選取疏松的時(shí)間。假如雜質(zhì)作為氧化物，亦滲入時(shí)間比較短，整肅其他污染物時(shí)，可先行制膜，接著依據(jù)結(jié)論確認(rèn)確切的滲透時(shí)間。

除此之外，也可使用單片機(jī)清洗方法。該方法依然是現(xiàn)階段半導(dǎo)體制造企業(yè)最為常見的清洗設(shè)備，但是該設(shè)備的去除率并且絕不完美。根本原因是于清洗過程之中采用純水與低純?cè)噭?，但是污垢仍然逗留于整肅液中，難導(dǎo)致二次污染。于此基礎(chǔ)之上，研制成功HF/0；轉(zhuǎn)動(dòng)清洗方法，可移除金屬表面的污垢、顆粒等，應(yīng)用前景十分好。

如何于微電子產(chǎn)業(yè)之中構(gòu)建能源節(jié)能，除此之外構(gòu)建效率與制造成本的減少，對(duì)于環(huán)境保護(hù)與國民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展具備極其重要的作用與意義。換句話說，微電子工業(yè)的發(fā)展對(duì)于半導(dǎo)體與集成電路的性能提交了越來越高的要求。新型濕法清洗工藝能精確去除銅、鐵等多種污染物。借以確保電子器件質(zhì)量與性能的平穩(wěn)，它具備傳統(tǒng)清洗工藝難以取代的優(yōu)點(diǎn)，于微電子行業(yè)獲得了普遍的應(yīng)用。