硅片清洗技术的发展趋势

硅片清洗技术的发展趋势随着超大规模集成电路的发展、集成度的不断提高、线宽的不断减小， 对硅片表面的洁净度及表面态的要求也越来越高。 要得到高质量的半导体器件， 仅仅除去硅片表面的沾污已不再是最终的要求。 在清洗过程中造成的表面化学态、 氧化膜厚度、 表面粗糙度等已成为同样重要的参数。目前，通常应用的清洗方法是湿式化学清洗法，即利用有机溶剂、碱性溶液、酸性溶液、表面活性剂等化学试剂，配合兆声、超声、加热等物理措施，使有机物、颗粒、金属等沾污脱离硅片表面， 然后用大量的去离子水冲洗， 获得洁净的硅片表面的清洗方法。1. 硅片清洗硅片表面沾污是指沉积在硅片表面的粒子、金属、有机物、湿气分子和自然氧化膜的一种或几种。因为有机物会遮盖部分硅片表面，使氧化层和与之相关的沾污难以去除， 清洗的一般思路是首先去除表面的有机沾污 , 然后溶解氧化层（因为氧化层是“沾污陷阱”，也会引入外延缺陷） , 最后再去除颗粒、金属沾污，同时使表面钝化。2. 清洗技术的最新发展2.1 电解离子水清洗硅片用电解的方法将超净水或添加电解质的超净水分解为阴离子和阳离子，并通过调节电解液的浓度、电流密度等来控制其 pH值和氧化还原电位， 得到所需要的强氧化性溶液或强还原性溶液， 以达到去除硅片表面的有机物、 颗粒和金属的作用。 此清洗方法可大幅度地减少化学试剂的用量， 而且也减少了冲洗用的超净水的用量， 简化了回收再利用所需的设备，既降低成本，又减少对环境的污染。电解粒子水的使用将有可能是未来硅片清洗的重要发展方向。2.2 只用 HF清洗或简化常规工艺后最后用 HF清洗在湿式清洗工艺中，硅片表面都有一层化学氧化膜，这层氧化膜是主要的沾污源。 如果没有这层氧化膜可大大降低金属、 有机物等沾污。 只用 HF清洗或简化常规工艺后最后用 HF清洗， 可通过降低与周围环境的接触来获得一个理想的钝化表面， 减少颗粒吸附在敏感的疏水性表面上。这就对清洗工艺设备提出了多方面的要求。目前较成功的是苏州华林科纳公司的清洗设备，它将所有的清洗工艺步骤（清洗和干燥）结合在一个工艺槽中，大大地减少了硅片与空气的接触。将 HF作为最后一道清洗液，采用了标准的刻蚀（采用了使用 HF/HNO3, KOH, NaOH, H3PO4, BOE, DHF, SPM, SOM等），表面也不存在水印，清洗效果非常好。2.3 臭氧超净水清洗臭氧为不稳定的气体，具有强烈的腐蚀性及氧化性。目前臭氧的制造方法有光化学法和放电法等技术。这种技术都达到了对更加严格的硅片表面洁净度的要求和大直径硅片工艺的要求，并且大大减少了对环境的污染。2.4 兆声波用于清洗工艺声能在液体内传播时， 液体会沿声传播的方向运动， 形成声学流。声学流是由声波产生的力和液体的声学阻力以及其它的气泡阻力形成的液体的流动的结果。 兆声波清洗就是利用声能产生的液体流动来去除硅片表面的沾污3 结语伴随着硅片的大直径化，器件结构的超微小化、高集成化，对硅片的洁净程度、表面的化学态、微粗糙度、氧化膜厚度等表面状态的要求越来越高。同时，要求用更经济的、给环境带来更少污染的工艺获得更高性能的硅片。 苏州华林科纳公司以出众的技术优势 （以中科院纳米所的研究平台和技术团队为技术依托， 整合华林科纳在相关行业多年的设备制造经验， 研发生产中高端半导体设备。 公司同时得到江苏省委省政府的重大关怀和资金支持， 并对其有多项优惠措施和政策倾斜。）和高端的设备技术优势（利用中科院纳米所芯片研发制造千级超净厂房 1000 平方米、百级超净厂房 200 平方米、万级前道加工车间 1000 平方米、 18 兆欧超纯水设备、氮气供给系统；金属离子检测仪、镜像粗糙度检测仪、轮廊检测仪、平整度监测仪、针孔检测设备。）在半导体、太阳能、 FPD领域湿制程设备的设计、研发、生产方面有着不错的成绩 。