摘 要:最近这几年来,电子技术得到了空前的发展。随着市场经济中对于半导体器件与大量的集成电路的需求数量的不断增多,这也就要求了其性能性与可靠性的标准需要及时提升。如何高效的将半导体器件表面清洁干净并达到相应的使用标准,已经成为了现阶段半导体制造过程中需要及时解决的问题。在实际生产过程中我们可以清楚的发现,单单只是清洁了设备表面的污垢,并不能达到所要求的清洁标准。为此,作者在文中主要对半导体制造中清洗技术的研究新进展进行阐述。
关键词:半导体;清洗技术;进展
长时间以来,人们都惯性使用多槽浸渍式RCA进行清洁半导体,随着清洁技术的不断创新变革,其多槽浸渍式清洁模式逐渐向单片式清洁进行转变,同时也衍生出了诸多可以取代多槽浸渍式RCA清洁方法的新技术。为此,文章中将对现阶段半导体制造过程中所需的清洁技术进行深入探讨,并有效论述其清洁技术的未来发展方向等内容。
1 半导体清洗技术的发展史
由于实际生产的需要,首部较为完备、且具备实用含义的硅表面清洁技术被人们正式提出。在实际半导体制造过程中,通过对清洗技术的有效优化与相关设备的更新,集合诸多实验经验,逐渐构建一个相对比较完备且科学的清洗工艺。这一技术对于提升产量、推动半导体良性发展具有不可取代的现实意义。
现有半导体制造过程中的清洗技术,随着不同发展时期对半导体性能要求的不同,不断进行更新换代。早年间由于衬底晶圆中缺少密度支撑而进一步引发的微粒与金属物质间的污染问题,出现此问题的主要原因并不仅仅是因为其设备表面不清洁导致的。随着清洗技术的不断革新,设备表面的微粒和金属污染也越来越少。为此,人们在实际经济生产过程中,需要对现存的微粒和金属污染等问题及时予以重视[1]。在实际清洗过程中,一般情况下,会采用简单便捷的清洗方法进行清洁设备表面上的污染物。需要注意的是溶解在水与空气中的部分臭氧,在某种程度上会引发污染问题。工作人员在进行实际清洁过程中,需要注意自我的清洁手法,并一边观察一边检验清洗质量,充分考虑到污染多样性的问题。
除此之外,我们还需要积极运用清洗媒介。其一,湿法清洗这一手法虽然已经沿用了很长时间,但却依旧是当前阶段晶圆清洁技术中的主要构成部分。如眼下广为流传的Si技术,与过去传统的RCA技术进行系统对比,主要包含:溶液之间的稀释浓度不断增加;清洗技术的不断革新优化;大量的应用臭氧水。
借助APM化学素材,充分结合兆频超声波来进一步强化半导体制造过程中出现的微粒的清洁;同时,借助RCA的溶剂与手法,进行调制去除相关金属污染物质的溶剂。但是此种方法存在着诸多局限[2]。为此,我们需要进行清洗技术的不断革新,将更为高效的抗蚀溶剂与大量的化学溶剂进行调和。将此溶剂融入至实际生产清洁过程中,并使之成为清洁领域中的佼佼者。
同时,干燥晶圆已经成为了现阶段湿法清洗的关键构成部分,借助IPA的晶圆干燥手法在晶圆清洁方面获取了全新的技术突破。当前这一系列的方法全部都是采用Marangoni干燥与后期衍生方法。当前阶段,不论是哪一种清洗工艺,过去传统的浸没清洗模式依旧是占据主流的清洁模式。在此清洁技术中,干燥晶圆被用作于加工衬底,一般情况下是借助批次加工的制作模式[3]。除了最为先进的氮化稼、锑化锢、砷化稼等,相关工作人员也逐渐ⅲV族元素半导体入至技术研发过程中。
2 半导体制造中清洗技术的研究新进展
为了更加全面有效的满足半导体设备材料清洁指标的不断提升,我们必须要依据现阶段半导体制造过程中出现的现实问题对清洁技术进行革新与优化。在清洗过程中,需要考虑到纵向尺寸自主缩小的因素,在实际清洗过程中表面不平滑与材料欠缺等因素,都已经成为了我们需要予以重视的关键点。在实际清洁过程中,尽最大限度的避免伤害半导体内部器件,这同时也是清洗工作中最为基本的清洗要求。为此,工作人员在进行清洁过程中,必须要及时制定一系列应对清洗问题的方案,尽可能的避免出现无故的资金耗损。为此,必须在实际清洁过程中,不断革新清洗工艺,只有这样才可以从根本上保证微粒及金属污染物质的有效清除,并不会对半导体自身造成损害[4]。在半导体相关生产过程中,各个部位零件表面恶化,进一步诱发了整个半导体器件的致命性损害问题。即便是最为微量的化学清洗元素,我们也应该在清洗剂投放之前进行二次评估。因为单一的评估模式早已无法确保其结果的准确性,只有一再谨慎的进行结果考证,才可以得出最为准确的结果,并从根本上降低安全风险。与此同时,我们需要及时对气相的化学作用进行深入研究,以此来有效缓解在实际清洁过程中,各个半导体图形的突然崩塌与表面受损。
半导体硅表面的不规则问题作为现阶段一项急需解决的技术问题,以晶圆清洗技术作为实际案例,其主要的问题即为牵涉到CMOS的后续调整。随着半导体器件整合形状的不断变化,需要一直保持电容密度,同时也是现阶段CMOS清洗技术最为巨大的一个调整。解决这一问题的关键就是运用数学三维立体几何结构中的MOS栅极,通过有效的增加或是删减,在不增加电路值的基础上进行清洗。
与此同时,MEMS的后期清洁加工也给半导体内部器件的清洗带来全新的挑战。通过充分结合MEMS制造的主要规律,对三维立体精细图形进行刻画,同时对横向蚀埋层中的氧化物质进行有效释放的全新工艺。对于这一系列精细化的要求,过去传统的清洗方法与清洗技术早已经无法满足人们的清洗需求,其半导体内几何图形的腐蚀与杂质的残留清洁力度也存在着诸多的问题。
除此之外,就是特殊激光的应用。随着我国科学技术的不断发展,人们对于高温、用电功率及超高速电的现实应用、放射形式的蓝光、UV光应用的性能要求也随之不断增加。如此一来,必定会对硅元素以外的半导体制造清洁技术提出更为高标准的要求。文中主要以锗为实例,此种化学材质自身具备高于硅元素的电子迁移率,主要被人们应用在一线加工流程中,通过不断加大应力沟道,来进一步均衡清洁所需的锗化硅元素。除了工厂内最为前卫的砷化稼以外,砷化锢、氧化锌等,越来越多的半导体被投入至技术研发中。在我国现有的半导体加工过程中,其表面清洁问题越发严重起来。为此,人们需要将自我的发展眼光提升至清洗技术上。随着我国半导体制造过程中清洗技术的不断发展,半导体制造过程中,其半导体表面需要应用的清洁材料主要包括玻璃、柔性衬底等。除了半导体内比较主流的材质以外,一部分非半导体衬底的优势也日益突出。现阶段应用最为广泛的单晶蓝宝石作为衬底,因其应用率的不断上升,相关清洗技术的使用价值也不断增大。
3 结束语
综上所述,随着科学技术的不断发展,越来越多的化学材料得以广泛应用,其半导体制造过程中的清洗技术也不例外,通过大量的清洁实践,不断进行革新发展,对于我国现阶段的半导体制造领域而言,具有不可言说的现实意义。
参考文献
[1]常振华,宋马成,等.电子工业生产技术手册[M].第5卷.北京:国防工业出版社,2015,05:89-90.
[2]韩俊生,等.半导体制造技术[M].北京:电子工业出版社,2014,04:235-236.
[3]柳滨,杨元元,王东辉,等.第三代半导体材料应用及制造工艺概况[J].电子工业专用设备,2016,01:1-9+14.
[4]杨洪星,陈晨,王云彪,等.一种高效的锗单晶抛光片清洗液[J].半导体技术2016,02:129-132.
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