半导体清洗工艺介绍

根据清洗介质的不同，目前半导体清洗技术主要分为湿法清洗和干法清洗两种工艺路线。湿法清洗是针对不同的工艺需求，采用特定的化学药液和去离子水，对晶圆表面进行无损伤清洗，以去除晶圆制造过程中的颗粒、自然氧化层、有机物、金属污染、牺牲层、抛光残留物等物质，可同时采用超声波清洗、加热、真空等辅助技术手段;干法清洗是指不使用化学溶剂的清洗技术，主要包括等离子清洗、超临界气相清洗、束流清洗等技术。干法清洗主要是采用气态的氢氟酸刻蚀不规则分布的有结构的晶圆二氧化硅层，虽然具有对不同薄膜有高选择比的优点，但可清洗污染物比较单一，目前在 28nm 及以下技术节点的逻辑产品和存储产品有应用晶圆制造产线上通常以湿法清洗为主，少量特定步骤采用湿法和干法清洗相结合的方式互补所短，构建清洗方案。未来清洗设备的湿法工艺与干法工艺仍将并存发展，均在各自领域内向技术节点更先进、功能多样化、体积小、效率高、能耗低等方向发展，在短期内湿法工艺和干法工艺无相互替代的趋势。目前湿法清洗是主流的清洗技术路线，占芯片制造清洗步骤数量的 90%以上。

主要用于槽式清洗设备，将待清洗晶圆放入溶液中浸泡，通过溶液与晶圆表面及杂质的化学反应达到去除污染物的目的。应用广泛，针对不同的杂质可圆上的化学品消耗少;容易造选用不同的化学药液:产能高，同时可进行多片晶圆浸泡工艺:成本低，分摊在每片晶成晶圆之间的交叉污染。

二流体清洗法：

去离子水SC-1溶液。去离子水等，一种精细化的水气二流体雾化喷嘴，在喷嘴的两端分别通入液体介质和高纯氮气，使用高纯氮气为动力，辅助液体微雾化成极微细的液体粒子被喷射至晶圆表面，从而达到去除颗粒的效果。清洗效率高，广泛用于辅助颗粒去除的清洗步骤中:对精细晶圆图形结构有损伤的风险，且对小尺寸颗粒去除能力不足。

超声波清洗法：

化学溶剂加超声波辅助清洗，在25-40KHz 频率超声波下清洗，内部产生空腔泡，泡消失时将表面杂质解吸。能清除晶圆表面附着的大块污染和颗粒:易造成晶圆图形结构损伤。需根据清洗工艺要求选择合适的超声波清洗频率。

兆声波清洗法：

化学溶剂加兆声波辅助清洗，与

超声波清洗

类似，但用1-3MHZ工艺频率的兆声波清洗机。对小颗粒去除效果优越，在高深宽比结构清洗中优势明显精确控制空穴气泡后，

兆声波清洗机

也可应用于精细晶圆图形结构的清洗;造价较高。

旋转喷淋清洗法：
高压喷淋去离子水或清洗液，清洗腔室配置转盘，可一次装载至少两个晶圆盒，在旋转过程中通过液体喷柱不断向圆片表面喷淋液体去除圆片表面杂质。与传统的槽式清洗相比，化学药液的使用量更低;机台占地面积小;化学药液之间存在交叉污染风险，若单一晶圆产生碎片，整个清洗腔室内所有晶圆均有报废风险。