硅片清洗工艺发展前景的展望

硅片清洗工艺发展前景的展望

未来ULSI工艺中,单位晶片面积的电子器件趋向高密集化，工艺技术趋向更精细化,晶片直径却越来越大。要在大的晶片面积上制作超精密、细微的电子器件，需要超洁净的晶片表面,才能满足工艺上的需求。因此,如何清洗大的硅片是未来工艺上的一个挑战。庞大、复杂而昂贵的湿式化学清洗、化学品、纯水、排气、废水处理等清洗成本和对环境的污染是未来清洗工艺中最大的挑战。目前16 MB的DRAM工艺中,清洗一片4英寸的晶片约需耗用4.5x 1000 kg的纯水和10kg的化学品。因此，节省化学清洗用纯水和化学品的用量以及对环境的保护是未来发展清洗技术要考虑的,应开发更有效的省时、省力、省物、省电、无污染的整合清洗技术。

1.清洗设备——精简.多功能化

未来晶片的清洗设备将由复杂多槽式的清洗演变到密闭单槽式的清洗,配合大直径晶片的清洗技术,化学酸槽的结构和功能精简化，以大大缩小清洗设备的占地面积和制造成本,优点如下:

①设备精简、小巧,占用面积少。

②结构简单、多功能,维修容易、可靠度高。

③清洗槽小,节省纯水和化学品的用量,提高清洗效率。

④减少废水、废气的排放和对环境的污染。

⑤准静态清洗一无活动机械手传动,可减少微粒、金属杂质的污染。

⑥清洗功能及程序转换较快,互换性高。

⑦密闭式清洗不接触空气,可减少污染。

⑧每批晶片均用新鲜、洁净的化学溶液清洗,溶液的纯度和浓度相同,清洗工艺稳定。

2.清洗材料——高纯度.低杂质、无污染

高纯度的化学品可降低微粒和金属杂质的污染。采用无氧超纯水(oxygen-free ultrapure Water)洗 涤可避免自然氧化物的生成。用臭氧冷冻去离子水取代SPM,可以减少化学品的用量及化学废液量,降低清洗成本及保护环境。开发单一清洗配方( cleaning formular)达到RCA不同化学溶液清洗效果,得到超洁净、无微粒污染、无金属离子污染,无表面微粗糙的晶片表面，如美国的J.T.Baker开发了“Dublin"单一清洗配方,该配方尚在实验验证阶段,可望将来能取代复杂的RCA清洗。

3.清洗工艺——快速、简洁的清洗程序

开发清洗循环短、清洗效率高、产能大的清洗工艺,如无化学品的晶片清洗(chemical - free wafer cleaning)工艺。该技术是一种无化学污染、低成本、无环境污染的超洁净的无水干式清洗。