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引言
? ? ? 半導(dǎo)體技術(shù)及產(chǎn)業(yè)反復(fù)急劇發(fā)展。這也需要在高度計(jì)算、大量多媒體的數(shù)據(jù)和精密測量、制導(dǎo)等領(lǐng)域有更高性能的計(jì)算機(jī)，因此不斷要求器件的高密度化技術(shù)。器件密度的提高意味著線寬變窄。也就是說，生產(chǎn)芯片的工藝變得更加精細(xì)和精密。在晶片上制造半導(dǎo)體牛字的過程中，經(jīng)過逐步的過程，表面的污染物將呈幾何級數(shù)增長，受這些污染物的影響，半導(dǎo)體器件的數(shù)量率將急劇下降。為了應(yīng)對這種情況，雖然最理想的方法是逐步采用清潔工藝，完美地清除晶片表面的所有污染物，但這幾乎是不可能的。因此高密度電路的性能。信賴性和生產(chǎn)良品率是由制作時(shí)使用的晶片或制作后元件表面存在的物理化學(xué)中不必要的雜質(zhì)決定的。即使超精細(xì)化技術(shù)發(fā)達(dá)，如果清潔工藝不完善，發(fā)揮功能的元件也無法得到。也就是說。清潔技術(shù)不是半導(dǎo)體器件的清潔，而是半導(dǎo)體器件的制造技術(shù)。
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半導(dǎo)體晶片清洗技術(shù)
? ? ? 半導(dǎo)體制造工藝可以大致分為硅片制造工藝、氧化和沉積工藝、光刻工藝、蝕刻工藝、離子注入工藝、等離子燒結(jié)工藝和光子晶體剝離工藝，工藝和工藝之間需要大量的清洗工藝(FIGUREST)。蝕刻和離子注入過程需要30次以上，具體取決于半導(dǎo)體的高密度聚集，每個(gè)過程后必須進(jìn)行清洗和沖洗3次以上，以清除殘留的波多黎各或污染物。單獨(dú)的干燥過程必不可少。半導(dǎo)體晶片上有很多污染物，如圖2所示，有機(jī)物、無機(jī)物、金屬離子、天然酸化膜和微粒等。
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圖2 污染物的種類
? ? ? 上述各種污染物通過人、清潔設(shè)備、三種精材料等多種途徑產(chǎn)生，如果不去除，對半導(dǎo)體器件產(chǎn)生多種不利影響，從而降低半導(dǎo)體的產(chǎn)出率，因此在半導(dǎo)體制造過程中，清潔技術(shù)對提高生產(chǎn)率起著非常大的作用。
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濕式清洗的限制
? ? ? 目前，半導(dǎo)體工藝中主要使用的濕式清潔使用的是20世紀(jì)70年代開發(fā)的RCA清潔技術(shù)，如表2所示，根據(jù)這一用途，與早期開發(fā)的工藝相比，使用的KEMICAL量也有所增加，半導(dǎo)體清潔液的混合比例也越來越多。
? ? ? 在濕式清洗中，為了清除多種污染物，將使用提出的多種化學(xué)成分。除上述清潔液外，還將使用專門為圖1中所示的半導(dǎo)體制造工藝中執(zhí)行的FORORRIGST PARLIPING(剝離)配套的剝離器。
? ? ? 波多黎各薄膜是去除用來形成晶片上下部膜的波多黎各薄膜的工藝。旨在同時(shí)去除在波多黎各以外的工藝中污染的異物和變性物，必要時(shí)還伴隨著下部基板表面改性的目的。反過來，為了清除光子，將對干糧進(jìn)行氧等離子體灰化處理，但如果經(jīng)過蝕刻和離子注入過程，則在氧等離子體灰化后，也將發(fā)生變性的波多黎各殘留物(蝕刻聚合物、灰化聚合物、離子注入后突出的變性波多黎各)因此，為了完全消除，氧等離子體灰化處理的同時(shí)，必須伴隨著濕洗的剝離處理。濕式清潔至今仍是半導(dǎo)體制造過程中使用的主要技術(shù)。
? ? ? 目前，該技術(shù)隨著大量化學(xué)制劑的使用和超純水的使用，環(huán)境門制劑和廢水處理成本增加。由于絲瓜和韋柏干燥導(dǎo)致的模式崩潰問題等，帶來了很多尷尬。此外，隨著半導(dǎo)體器件的高密度化和精細(xì)化，精細(xì)模式內(nèi)部的更小污染物需要清除，清潔液由于液體分子結(jié)構(gòu)的特性，粘度和表面張力很高，滲透到微觀結(jié)構(gòu)中，溶解/清除污染物是有限的。
? ? ? 在具有長寬比的圖案上，應(yīng)用傳統(tǒng)的濕式清潔會導(dǎo)致表面張力導(dǎo)致圖案崩塌。隨著半導(dǎo)體器件長寬比的增加，清洗效率會降低，如圖4 。這種濕洗的技術(shù)限制現(xiàn)在也遇到了，半導(dǎo)體器件的圖案細(xì)化到數(shù)十納米的大小，今后將更加嚴(yán)重。
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圖4 基于長寬比的清洗效率比較
總結(jié)
? ? ? 今后生產(chǎn)的新一代晶片在基板大型化的同時(shí)，根據(jù)高性能的要求，配線寬度逐漸變細(xì)，引進(jìn)了銅和多孔的低油前絕緣體等新材料元件材料，需要在不損害現(xiàn)有習(xí)慣清洗問題——超細(xì)模式的情況下有效地清洗和烘干的技術(shù)。在本文中，彌補(bǔ)了上述缺點(diǎn)，介紹了先進(jìn)的清洗技術(shù)——利用超臨界二氧化碳的半導(dǎo)體晶片三精技術(shù)。其中，接近商業(yè)化的SCORR工藝研究最初以進(jìn)行超臨界二氧化碳和簡單公用介質(zhì)的混合研究為主，以消除半導(dǎo)體晶片上的簡單PR為目的，但經(jīng)過半導(dǎo)體工藝的晶片 (FEOL、BEOL、離子注入晶片)。 雖然情況是少量的，但需要一個(gè)稍微復(fù)雜的公用溶劑系統(tǒng)，需要引入表面活性劑，并進(jìn)行工藝研究，使超臨界二氧化碳和復(fù)合公用溶劑在超臨界低溫低壓下也能成為超臨界均質(zhì)透明相。這樣的SCORR工藝到目前為止持續(xù)了8年左右的研究，實(shí)用化的可能性正在增加。據(jù)悉，65 nm以下的精細(xì)模式也可以使用的新一代半導(dǎo)體健儀清潔技術(shù)，不久也可以商用。