摘要：当前，伴随着社会经济的快速发展，电子技术也取得了进一步发展。为了满足不同行业对集成电路和半导体器件的需求，需采取有效措施，提升它们的可靠性和电安全性。针对半导体的制造过程，当前迫切需求高效的清洗技术，来确保半导体器件表面的整洁和干净。为此，本文主要介绍了半导体清洗技术的发展历程，并且就现阶段一些新型的清洗技术进行了分析。
关键词：半导体制造；清洗技术；有机物
结合以往的半导体清洗技术可知，人们大都选用多槽浸渍式的RCA来进行，近年来，人们加强改革和创新清洗技术，从而导致多槽浸渍式的清洁模式逐渐转变为单片式的清洁方式，并且创新了多种新型的清洗技术。基于此，本文对当前的几种新型清洗技术进行了研究，以期能够推动清洗技术的持续发展。
1.半导体清洗技术的发展历程
在以往的发展进程中，为了满足各项生产的需求，人们提出了一种比较完善和系统的硅（SI）表面清洗方式。而且通过创新各种生产设备、改良相关工艺，在结合以往实践经验的基础上，创造了一个更加新颖和全新的领域。这一研究成果的提出，极大的推动了半导体制造行业的良好发展。针对人们对于半导体生产的不同要求，需加强对半导体清洗工艺的改进和创新。以往在衬底晶圆中存在着较大的密度缺陷问题，从而导致了各种金属污染物的存在，这些问题的产生，不是由于表面的污染所造成的。当前的加工技术越来越先进化和高效化，微粒和金属污染物具有相对较小的数量级。因此，在半导体加工生产的过程中，人们更加关注它们的表面状态及有机污染等问题。
针对硅板表面的有机污染物，在进行清除时，常常采用等清洗的方式来完成。此外，臭氧在溶解于气相和水中的情况下，也可以用来控制污染。在进行清洗时，需随时监察清洗方法目标，综合考虑多方面影响因素。
此外，还需充分考虑到清洗媒介的问题。当前比较适用的清洗工艺主要为湿法清洗。相比于以往的RCA技术，当前所使用的Si技术具有更加灵活的工艺和较大的溶液稀释度，对于臭氧水的使用越来越能广泛。在去除微粒时，可以使用化学材料APM，在兆频超声波的作用下来完成；在去除金属杂质时，也可使用RCA的配方来进行。然而，这些技术在具体使用时，具有较大的局限性，因此，为了确保对半导体表面的清洗效果，需加大对清洗技术的改进力度，多运用一些洁净的抗蚀剂。同时，还需创新清洗技术，来有效控制密集几何图形的器件在制造过程中所存在的污染，如超临界清洗等。
结合当前的清洗工艺来看，占据主导作用的依然是那些比较传统的清洗方式。例如，在清洗太阳能电池板时，大都采用单晶圆清洗的方式，并且按照批次加工的方式，来完成对剪切数目的加工。
2.半导体制造中的几种清洗技术简介
2.1气溶胶清洗
这项技术的运用，能够有效解决微细图形破坏的问题，它能将温度较低的气溶胶喷射在微细图形上，在进行清洗时，可以借助物理力的作用来完成。这是一种干式清洗方式，不需要借助于液体的作用来完成，因此，在半导体器件表面不会产生张力。以往在使用气溶胶清洗时，大都采用氩气和二氧化碳，它们会在一定程度上损坏微细图形。当前大都采用氮气，相比于氩气和二氧化碳，它的质量较轻，在清洗的过程中，不会损坏微细图形，因此，这种方式被广泛应用在基板工程和配线工程中。
2.2超临界流体清洗
为了确保半导体器件的微细圆形不会受到流体表面张力的破坏作用，依据相关的原理，可采用超临界流体，它的表面张力在这个过程中不会发挥作用。针对固体、液体和气体，在改变它们的形态时，可以通过控制湿度和压力之间的关系来完成，然而，当温度和压力达到某一特定数值时，气体和液体在这个状态下就会共同存在，即为超临界流体状态（如图1）。在压强超过7.38MPa，温度大于31.1℃的情况下，二氧化碳就会达到这样的一种状态。当使用超临界流体对其进行干燥处理时，它不会将机械的界面张力施加在器件的微细结构上，因此，可以使用它来处理极端Low-k材料。然而，这种清洗技术还仍然存在着其它的一些问题，如在进行湿式清洗时，药液会渗透到空孔中；干燥时，空孔会出现倒塌的情况，并且k值也会发生变化等。
当前人们正在研究将少量的相容剂和清洗剂加入到超临界状态的CO2中，将阻焊膜和位于极端Low-k膜上的聚合物进行去除，以及为了洁净器件表面，剥离污染物，来有效将Cu沾污进行去除。相关的研究工作者依据不同的角度进行分析，已经实现了对超临界流体的有效运用，并借此来将颗粒去除，确保极薄牺牲层的氧化膜在进行蚀刻时，不会出现粘连。
图1物质的相平衡状态图形
2.3氟酸蒸气清洗
借助于药品，采取蒸气清洗的方式时，能将一些较小的孔和深底位置进行清洗，并且对于微细图形不会造成破坏。以往使用的氟酸蒸气清洗方式，虽然它处于常温常压的状态，但使用完之后，往往具有蚀刻残渣的残留，为了清洗彻底，需借助于清水进行冲洗。一旦将水运用到其中，就会产生张力，从而对微细图形产生破坏作用。此外，氟酸蒸气在这个过程中也会产生水分，有时会与图形粘连。为了有效阻止水分即副反应生成物以及残渣的生成，可以在真空的状态下，使用氟酸蒸气清洗技术，并且伴随着加热的程序。
3.结语
综上，在科学技术迅速发展趋势的影响下，化学材料的种类的越来越多样化，与此同时，它们的应用也更加的广泛，在半导体制造过程中，各项清洗技术也得到了创新发展，从而促使我国的半导体制造行业也取得了较大的突破和发展，为此，需加大对各种清洗技术的创新力度。
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作者简介：王洲玲（1990-06），女，汉族，籍贯：四川省绵竹市，当前职务：审查员，当前职称：实习研究员，学历：硕士研究生，研究方向：半导体制造或处理相关
论文作者:王洲玲
论文发表刊物:《电力设备》2018年第29期
论文发表时间:2019/3/26
标签：半导体论文; 技术论文; 微细论文; 方式论文; 图形论文; 表面论文; 来完成论文; 《电力设备》2018年第29期论文;