半導(dǎo)體制造中清洗技術(shù)的研究新進(jìn)展闡述

摘 要：最近這幾年來，電子技術(shù)得到了空前的發(fā)展。隨著市場經(jīng)濟(jì)中對于半導(dǎo)體器件與大量的集成電路的需求數(shù)量的不斷增多，這也就要求了其性能性與可靠性的標(biāo)準(zhǔn)需要及時(shí)提升。如何高效的將半導(dǎo)體器件表面清潔干凈并達(dá)到相應(yīng)的使用標(biāo)準(zhǔn)，已經(jīng)成為了現(xiàn)階段半導(dǎo)體制造過程中需要及時(shí)解決的問題。在實(shí)際生產(chǎn)過程中我們可以清楚的發(fā)現(xiàn)，單單只是清潔了設(shè)備表面的污垢，并不能達(dá)到所要求的清潔標(biāo)準(zhǔn)。為此，作者在文中主要對半導(dǎo)體制造中清洗技術(shù)的研究新進(jìn)展進(jìn)行闡述。

關(guān)鍵詞：半導(dǎo)體；清洗技術(shù)；進(jìn)展

長時(shí)間以來，人們都慣性使用多槽浸漬式RCA進(jìn)行清潔半導(dǎo)體，隨著清潔技術(shù)的不斷創(chuàng)新變革，其多槽浸漬式清潔模式逐漸向單片式清潔進(jìn)行轉(zhuǎn)變，同時(shí)也衍生出了諸多可以取代多槽浸漬式RCA清潔方法的新技術(shù)。為此，文章中將對現(xiàn)階段半導(dǎo)體制造過程中所需的清潔技術(shù)進(jìn)行深入探討，并有效論述其清潔技術(shù)的未來發(fā)展方向等內(nèi)容。

1 半導(dǎo)體清洗技術(shù)的發(fā)展史

由于實(shí)際生產(chǎn)的需要，首部較為完備、且具備實(shí)用含義的硅表面清潔技術(shù)被人們正式提出。在實(shí)際半導(dǎo)體制造過程中，通過對清洗技術(shù)的有效優(yōu)化與相關(guān)設(shè)備的更新，集合諸多實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，逐漸構(gòu)建一個(gè)相對比較完備且科學(xué)的清洗工藝。這一技術(shù)對于提升產(chǎn)量、推動半導(dǎo)體良性發(fā)展具有不可取代的現(xiàn)實(shí)意義。

現(xiàn)有半導(dǎo)體制造過程中的清洗技術(shù)，隨著不同發(fā)展時(shí)期對半導(dǎo)體性能要求的不同，不斷進(jìn)行更新?lián)Q代。早年間由于襯底晶圓中缺少密度支撐而進(jìn)一步引發(fā)的微粒與金屬物質(zhì)間的污染問題，出現(xiàn)此問題的主要原因并不僅僅是因?yàn)槠湓O(shè)備表面不清潔導(dǎo)致的。隨著清洗技術(shù)的不斷革新，設(shè)備表面的微粒和金屬污染也越來越少。為此，人們在實(shí)際經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)過程中，需要對現(xiàn)存的微粒和金屬污染等問題及時(shí)予以重視[1]。在實(shí)際清洗過程中，一般情況下，會采用簡單便捷的清洗方法進(jìn)行清潔設(shè)備表面上的污染物。需要注意的是溶解在水與空氣中的部分臭氧，在某種程度上會引發(fā)污染問題。工作人員在進(jìn)行實(shí)際清潔過程中，需要注意自我的清潔手法，并一邊觀察一邊檢驗(yàn)清洗質(zhì)量，充分考慮到污染多樣性的問題。

除此之外，我們還需要積極運(yùn)用清洗媒介。其一，濕法清洗這一手法雖然已經(jīng)沿用了很長時(shí)間，但卻依舊是當(dāng)前階段晶圓清潔技術(shù)中的主要構(gòu)成部分。如眼下廣為流傳的Si技術(shù)，與過去傳統(tǒng)的RCA技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)對比，主要包含：溶液之間的稀釋濃度不斷增加；清洗技術(shù)的不斷革新優(yōu)化；大量的應(yīng)用臭氧水。

借助APM化學(xué)素材，充分結(jié)合兆頻超聲波來進(jìn)一步強(qiáng)化半導(dǎo)體制造過程中出現(xiàn)的微粒的清潔；同時(shí)，借助RCA的溶劑與手法，進(jìn)行調(diào)制去除相關(guān)金屬污染物質(zhì)的溶劑。但是此種方法存在著諸多局限[2]。為此，我們需要進(jìn)行清洗技術(shù)的不斷革新，將更為高效的抗蝕溶劑與大量的化學(xué)溶劑進(jìn)行調(diào)和。將此溶劑融入至實(shí)際生產(chǎn)清潔過程中，并使之成為清潔領(lǐng)域中的佼佼者。

同時(shí)，干燥晶圓已經(jīng)成為了現(xiàn)階段濕法清洗的關(guān)鍵構(gòu)成部分，借助IPA的晶圓干燥手法在晶圓清潔方面獲取了全新的技術(shù)突破。當(dāng)前這一系列的方法全部都是采用Marangoni干燥與后期衍生方法。當(dāng)前階段，不論是哪一種清洗工藝，過去傳統(tǒng)的浸沒清洗模式依舊是占據(jù)主流的清潔模式。在此清潔技術(shù)中，干燥晶圓被用作于加工襯底，一般情況下是借助批次加工的制作模式[3]。除了最為先進(jìn)的氮化稼、銻化錮、砷化稼等，相關(guān)工作人員也逐漸ⅲV族元素半導(dǎo)體入至技術(shù)研發(fā)過程中。

2 半導(dǎo)體制造中清洗技術(shù)的研究新進(jìn)展

為了更加全面有效的滿足半導(dǎo)體設(shè)備材料清潔指標(biāo)的不斷提升，我們必須要依據(jù)現(xiàn)階段半導(dǎo)體制造過程中出現(xiàn)的現(xiàn)實(shí)問題對清潔技術(shù)進(jìn)行革新與優(yōu)化。在清洗過程中，需要考慮到縱向尺寸自主縮小的因素，在實(shí)際清洗過程中表面不平滑與材料欠缺等因素，都已經(jīng)成為了我們需要予以重視的關(guān)鍵點(diǎn)。在實(shí)際清潔過程中，盡最大限度的避免傷害半導(dǎo)體內(nèi)部器件，這同時(shí)也是清洗工作中最為基本的清洗要求。為此，工作人員在進(jìn)行清潔過程中，必須要及時(shí)制定一系列應(yīng)對清洗問題的方案，盡可能的避免出現(xiàn)無故的資金耗損。為此，必須在實(shí)際清潔過程中，不斷革新清洗工藝，只有這樣才可以從根本上保證微粒及金屬污染物質(zhì)的有效清除，并不會對半導(dǎo)體自身造成損害[4]。在半導(dǎo)體相關(guān)生產(chǎn)過程中，各個(gè)部位零件表面惡化，進(jìn)一步誘發(fā)了整個(gè)半導(dǎo)體器件的致命性損害問題。即便是最為微量的化學(xué)清洗元素，我們也應(yīng)該在清洗劑投放之前進(jìn)行二次評估。因?yàn)閱我坏脑u估模式早已無法確保其結(jié)果的準(zhǔn)確性，只有一再謹(jǐn)慎的進(jìn)行結(jié)果考證，才可以得出最為準(zhǔn)確的結(jié)果，并從根本上降低安全風(fēng)險(xiǎn)。與此同時(shí)，我們需要及時(shí)對氣相的化學(xué)作用進(jìn)行深入研究，以此來有效緩解在實(shí)際清潔過程中，各個(gè)半導(dǎo)體圖形的突然崩塌與表面受損。

半導(dǎo)體硅表面的不規(guī)則問題作為現(xiàn)階段一項(xiàng)急需解決的技術(shù)問題，以晶圓清洗技術(shù)作為實(shí)際案例，其主要的問題即為牽涉到CMOS的后續(xù)調(diào)整。隨著半導(dǎo)體器件整合形狀的不斷變化，需要一直保持電容密度，同時(shí)也是現(xiàn)階段CMOS清洗技術(shù)最為巨大的一個(gè)調(diào)整。解決這一問題的關(guān)鍵就是運(yùn)用數(shù)學(xué)三維立體幾何結(jié)構(gòu)中的MOS柵極，通過有效的增加或是刪減，在不增加電路值的基礎(chǔ)上進(jìn)行清洗。

與此同時(shí)，MEMS的后期清潔加工也給半導(dǎo)體內(nèi)部器件的清洗帶來全新的挑戰(zhàn)。通過充分結(jié)合MEMS制造的主要規(guī)律，對三維立體精細(xì)圖形進(jìn)行刻畫，同時(shí)對橫向蝕埋層中的氧化物質(zhì)進(jìn)行有效釋放的全新工藝。對于這一系列精細(xì)化的要求，過去傳統(tǒng)的清洗方法與清洗技術(shù)早已經(jīng)無法滿足人們的清洗需求，其半導(dǎo)體內(nèi)幾何圖形的腐蝕與雜質(zhì)的殘留清潔力度也存在著諸多的問題。

除此之外，就是特殊激光的應(yīng)用。隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對于高溫、用電功率及超高速電的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用、放射形式的藍(lán)光、UV光應(yīng)用的性能要求也隨之不斷增加。如此一來，必定會對硅元素以外的半導(dǎo)體制造清潔技術(shù)提出更為高標(biāo)準(zhǔn)的要求。文中主要以鍺為實(shí)例，此種化學(xué)材質(zhì)自身具備高于硅元素的電子遷移率，主要被人們應(yīng)用在一線加工流程中，通過不斷加大應(yīng)力溝道，來進(jìn)一步均衡清潔所需的鍺化硅元素。除了工廠內(nèi)最為前衛(wèi)的砷化稼以外，砷化錮、氧化鋅等，越來越多的半導(dǎo)體被投入至技術(shù)研發(fā)中。在我國現(xiàn)有的半導(dǎo)體加工過程中，其表面清潔問題越發(fā)嚴(yán)重起來。為此，人們需要將自我的發(fā)展眼光提升至清洗技術(shù)上。隨著我國半導(dǎo)體制造過程中清洗技術(shù)的不斷發(fā)展，半導(dǎo)體制造過程中，其半導(dǎo)體表面需要應(yīng)用的清潔材料主要包括玻璃、柔性襯底等。除了半導(dǎo)體內(nèi)比較主流的材質(zhì)以外，一部分非半導(dǎo)體襯底的優(yōu)勢也日益突出?，F(xiàn)階段應(yīng)用最為廣泛的單晶藍(lán)寶石作為襯底，因其應(yīng)用率的不斷上升，相關(guān)清洗技術(shù)的使用價(jià)值也不斷增大。

3 結(jié)束語

綜上所述，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，越來越多的化學(xué)材料得以廣泛應(yīng)用，其半導(dǎo)體制造過程中的清洗技術(shù)也不例外，通過大量的清潔實(shí)踐，不斷進(jìn)行革新發(fā)展，對于我國現(xiàn)階段的半導(dǎo)體制造領(lǐng)域而言，具有不可言說的現(xiàn)實(shí)意義。

參考文獻(xiàn)

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[4]楊洪星，陳晨，王云彪，等.一種高效的鍺單晶拋光片清洗液[J].半導(dǎo)體技術(shù)2016，02：129-132.