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濕法晶片清洗

雖然聽起來可能沒有極紫外(EUV)光刻那么性感，但對于確保成功的前沿節(jié)點、先進半導體器件制造，濕法晶片清洗技術可能比EUV更重要，這是因為器件的可靠性和最終產(chǎn)品的產(chǎn)量都與晶片的清潔度直接相關，因為晶片要經(jīng)過數(shù)百個圖案化、蝕刻、沉積和互連工藝步驟。

晶片上的單個顆粒就足以造成致命的缺陷或偏移，最終導致器件故障，當今最先進的節(jié)點設備用于智能汽車、醫(yī)療保健和工業(yè)應用等關鍵應用。因此，器件可靠性比以往任何時候都更加重要。這意味著更嚴格的設備分類和寧濱，從而影響產(chǎn)量。不幸的是，許多傳統(tǒng)的晶片清洗方法不僅不足以用于先進的節(jié)點技術，它們還會對finFETs和硅通孔等精密結構造成損壞。所以選擇正確的濕法晶片清洗技術不應該是事后才想到的，而是應該作為穩(wěn)健制造工藝流程的一部分仔細考慮。

考慮到這一點，讓我們看看濕法晶片清洗技術是如何從一門藝術發(fā)展成為一門科學的，以及濕法晶片清洗技術是如何專門針對先進技術節(jié)點的需求而開發(fā)的。

有幾個清洗步驟？ 45納米節(jié)點技術需要大約150-200個單獨的清洗工藝步驟。10納米節(jié)點處理使用了3倍于此的數(shù)量，大約800個清洗過程步驟，包括:光致抗蝕劑條、蝕刻后剝離、植入帶、常規(guī)晶圓清洗、用于多重圖案化和EUV的背面清洗、縮小技術節(jié)點需要雙重、三重甚至四重圖案化光刻工藝。這給整個工藝流程增加了數(shù)百個額外的步驟，包括額外的清洗步驟，雖然EUV的引入減少了工藝步驟的數(shù)量，但現(xiàn)在甚至可以實現(xiàn)更精細的功能，這增加了對不會損壞精細結構的高級晶片表面制備的需求。

幾十年來，不同的濕法晶片清洗技術方法已經(jīng)被用于從晶片表面去除不想要的顆粒、污染物和金屬，為工藝的下一步做準備。

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濕式工作臺方法

在早期，當晶片測量直徑為150毫米，技術節(jié)點在45納米以上時，濕式工作臺批處理就足夠了。濕法工作臺濕法晶片清洗的動機是產(chǎn)量和便利性。作為批處理，25-50個晶片可以有效地通過清洗步驟。

這種簡單的工藝包括將一批晶圓浸入開放式濕式工作臺的化學清洗劑中，以去除顆粒、金屬和其他污染物。不幸的是，濕法工作臺清洗難以控制，并且不足以從更精細的溝槽和通孔中去除亞微米顆粒，事實上浸沒過程導致化學物質(zhì)沿著晶片向下流動，留下顆粒。此外，作為一個開放的過程，有健康和安全的影響。結果今天濕工作臺方法僅用于氮化硅剝離，隨著晶圓變得越來越大，過孔、溝槽和互連技術變得越來越小，清洗和表面處理變得越來越復雜。焦點從單純的清潔轉(zhuǎn)移到表面處理，目標是確保晶片表面沒有顆粒而不被損壞，并為下一步(如薄膜沉積)進行優(yōu)化。這需要更科學的方法來微調(diào)清潔以適應環(huán)境。

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分批噴霧法

在濕法晶片清洗技術的發(fā)展中，接下來采用了批量噴霧，噴射晶片增加了化學物質(zhì)的速度，提高了從晶片特征上去除顆粒的能力，因為晶圓批次被封閉在噴涂室中，所以這是一個更安全的系統(tǒng)。然而由于是批處理，它仍然受到相關的挑戰(zhàn)，其中之一是由噴涂的晶片粘在一起產(chǎn)生的鏡像效應，因此化學物質(zhì)不能到達晶片表面來清潔它們。

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單次濕法晶片清洗

使用噴霧方法的單一濕法晶片清洗技術現(xiàn)在是對200和300毫米晶片上制造的從45納米以下的技術節(jié)點執(zhí)行許多清洗步驟的優(yōu)選方法，噴霧更容易控制，雖然產(chǎn)量可能是個問題，但由于晶片更干凈、缺陷更少，產(chǎn)量提高的好處抵消了這一點。傳統(tǒng)噴霧方法的挑戰(zhàn)在于，氣溶膠不能總是達到適當?shù)慕嵌然蛏疃葋韽氐浊鍧嵈怪碧卣骱蜕羁住４送?，噴射的力量可能會損壞精細的部件。

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兆頻超聲波噴霧清洗

采用最先進的空間交替相移(SAPS)兆頻超聲波清洗工藝，將單次濕法晶片清洗提升到了一個新的水平，充分清潔晶片和造成損壞之間只有一線之隔，SAPS使得控制兆頻超聲波單元和晶片之間的距離成為可能。此外我們的SAPS工藝使用蘭姆波滲透硅，并使化學物質(zhì)的邊界層變薄，以微調(diào)背面清洗，最后我們專有的適時激勵氣泡振蕩(波特)兆頻超聲波技術通過穩(wěn)定空化來清潔28納米及以下的“敏感”結構，以防止清潔過程中氣泡內(nèi)爆造成的損壞。結果是，從最平坦的表面和最深的過孔到最精密的結構，都實現(xiàn)了均勻、無損傷的清潔。