半导体清洗材料清洁技术趋势

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　　在半导体工厂中，蚀刻部分通常采用湿法蚀刻，扩散部分采用湿法清洗。硅片似乎被放置在一种化学溶液中。为什么争论？湿法清洗主要是用化学溶液（如ＳＣ１、ＳＣ２）清洗晶圆，去除颗粒或金属杂质。之所以归入扩散部是因为扩散部主要从事高温炉管过程中氧化物的生长或驱动进入。基本上是需要清洗杂质，除去颗粒，防止这些杂质在高温过程中造成问题，所以分为扩散部分。

　　湿法蚀刻的主要目的是去除一些不需要的薄膜或蚀刻一定的结构，通常用光块覆盖一部分以吃掉另一部分，这就是实际的蚀刻，所以分为蚀刻部分。

　　由于半导体需要超洁净的表面，清洗过程不仅是半导体器件制造的核心过程，而且占半导体器件制造过程的２０％左右。另外，半导体行业也要求改善环境污染，因此，大部分排放酸、ＤＩＷ等液体废物的清洁项目都应该升级为清洁技术。基本清洗过程的目标是不损坏硅基板的表面，也不对表面造成严重的变化。即去除表面的污染物，如细小颗粒或化学杂质。如果按其形态特征对芯片污染物进行划分，根据去除方法大致可分为自然氧化火、悬浮颗粒和金属，如表５所示。这些污染物是由粒子的静电荷产生的力，由电层形成的力，毛细管作用的力，以及粒子和表面之间的化学键，这些被认为是附着在微气泡的表面。

　　从晶圆表面去除污染物的方法大致可分为物理方法和化学方法。物理方法是通过动量传递将表面污染物从表面去除。化学方法是用来打破分子间的键或产生挥发性物质，这些物质通过表面反应从表面去除。传统的清洗工艺（液体清洗）：传统的湿法清洗是将晶圆片在清洗试剂溶液中浸泡一段时间，用去离子水（ＤＩＷ）冲洗晶圆片，然后用一系列的方法将晶圆片表面残留的水层烘干。常见的清洗方法是ＲＣＡ清洗，至今仍是主流。ＲＣＡ清洗通常需要三个清洗阶段。ＳＣＩＣｌｅａｒＧ专为去除有机物、金属污染和颗粒物而设计。ＨＦＤｅａｒＧ用于去除金属污染和天然氧化膜，而ＳＣ２清洗在去除金属污染的同时可以再生天然氧化膜，使硅表面亲水且对颗粒稳定。在以ＲＣＡＤｅａｎｉｇ为代表的液相清洗中，如表６所示，清洗液被反复清洗，ＤＩＷ被冲洗，导致大量的液相浪费。

　　液体清洗的优点是能够在同一设备中使用多用途清洗液进行目的清洗，如表６所示。然而，这种方法虽然清洗效率高，但由于多使用强酸和ＤＩＷ，从改善环境的角度来看并不理想。为改进液体清洗工艺，提出了超声波清洗、旋转清洗和喷淋清洗。超声洗脱与传统的浴液和洗脱液相同，但在溶液中引入超声振动，配合物理清洗，是提高清洗效率的一种解决方案。

　　因此，可以提高清洗效率，减少溶液用量。但是，在复杂的结构中，很难完全去除使用过的溶液，工艺集成困难，还可能存在重新污染等问题。旋转清洗是将少量溶液注入芯片中心，然后快速旋转，起到变焦作用，利用离心力去除溶解在溶液中的污染物的一种方法。因此，可大大减少溶液用量，缩短清洗时间。然而，还有清洗效率和可靠性的问题。喷涂清洗是通过喷涂强力溶液来完成的，因此可以预期它比溶液组方法更有效，但存在表面损伤和残留清洗液等缺点。