半導(dǎo)體清洗技術(shù)

　　就干法清洗來說，它正用于有選擇的、大多是表面清理的步驟。例子之一是無水HF(AHF)/乙醇溶解工藝，它在多種應(yīng)用中能有效地從Si表面除去本來有的或化學(xué)生成的氧化物。圖2是各種表面加工運(yùn)作中執(zhí)行AHF/乙醇溶解工藝的25片晶圓和3片晶圓商品反應(yīng)器的示意圖。圖3中的AFM結(jié)果說明，執(zhí)行工藝沒有損傷Si表面。

　　干燥晶圓是任何濕法清洗程序的組成部分。廣泛認(rèn)可的基于IPA的晶圓干燥方法使清洗工藝的這一關(guān)鍵部分有了很大的進(jìn)步，這些方法采用Marangoni干燥及其衍生方法。

　　無論在批次清洗工藝還是在單晶圓清洗工藝中，傳統(tǒng)的浸沒清洗仍起主導(dǎo)作用。在單晶圓清洗工藝時，這一趨勢由于太陽電池清洗技術(shù)的需求而強(qiáng)化。該技術(shù)中，由于被加工襯底的剪切數(shù)目(shearnumber)，可選用批次加工方法。圖2所示反應(yīng)器說明，可以使選擇氣相清洗化學(xué)過程與批次加工兼容。但同時，單晶圓清洗方法(如旋轉(zhuǎn)清洗)正推進(jìn)到高端應(yīng)用領(lǐng)域。

　　當(dāng)前與未來的挑戰(zhàn)

　　為了半導(dǎo)體清洗技術(shù)能滿足不斷出現(xiàn)的新需求，必須對現(xiàn)有工藝進(jìn)行調(diào)整和修改。隨著縱向尺寸持續(xù)縮小，清洗操作過程中的材料損失和表面粗糙就會成為必須關(guān)注的領(lǐng)域。將微粒去除而又沒有材料損失和圖形損傷是最基本的要求，因此必須考慮周全并有所折衷。像兆頻超聲攪動這樣的物理輔助手段對結(jié)構(gòu)損傷和圖形坍塌等有潛在影響，正在對其改進(jìn)，以便在保持微粒去除工藝效率的同時不對圖形完整性產(chǎn)生有害影響。考慮到表面形態(tài)的原子級惡化都可能對器件性能會有致命影響，即使像DI水清洗等這些看起來最良性的清洗程序元素也必須重新評估。

　　為了減少某些器件機(jī)構(gòu)中的圖形坍塌及相關(guān)損傷，氣相化學(xué)作用(例如前面談到的與有機(jī)溶劑蒸汽混合的無水HF(AHF))可望越來越有用。

　　為了應(yīng)對硅表面的非平面性問題，晶圓清洗技術(shù)至少受到三個不同前沿加工技術(shù)的挑戰(zhàn)。首先涉及的是CMOS加工。在器件幾何形狀不斷減小時，尖端數(shù)字CMOS技術(shù)方面的挑戰(zhàn)是保持柵結(jié)構(gòu)有足夠的電容密度，這是在柵長度減小時維持足夠高驅(qū)動電流所需要的。一個途徑是采用比SiO2介電常數(shù)高的柵電介質(zhì)，另一途徑是通過三維結(jié)構(gòu)MOS柵極以增加?xùn)琶娣e又不增加單元電路面積，再一個途徑就是二者的結(jié)合。