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                  文章詳情

                  淺析半導體等離子清洗在晶圓產業中的應用

                  日期:2022-03-11 20:04
                  瀏覽次數:181
                  摘要:在半導體產業鏈中,等離子清洗是一個重要環節,它適用于對原料和半成品每一步可能存在的雜質進行清洗,以避免雜質影響產品的質量和下游產品的性能,等離子清洗對于單晶硅的生產、光刻、刻蝕、沉積等關鍵工藝以及封裝工藝中的使用都是必不可少的。

                  在半導體產業鏈中,等離子清洗是一個重要環節,它適用于對原料和半成品每一步可能存在的雜質進行清洗,以避免雜質影響產品的質量和下游產品的性能,等離子清洗對于單晶硅的生產、光刻、刻蝕、沉積等關鍵工藝以及封裝工藝中的使用都是必不可少的。

                  通常采用的清洗技術有濕法清洗和干法清洗兩種,目前濕法清洗仍然是工業上的主流,占清洗步驟的90%以上。濕法生產是用化學溶劑對硅片進行噴霧、擦洗、蝕刻和溶解,使表面的雜質與溶劑發生化學反應,產生可溶性物質、氣體或直接脫落,再用超純水清洗硅片表面,使其干燥,達到潔凈度要求。同時為提高硅片的清洗效果,可采用超聲波、加熱、真空等輔助技術。濕洗包括純溶液浸漬、機械擦拭、超聲/兆聲清洗、旋轉噴霧等。相對來說,干式清洗是指不依賴于化學試劑的清洗技術,包括等離子體清洗、氣相清洗、束流清洗等。

                  由于工藝技術和應用條件的不同,使得目前市場上的半導體清洗設備也存在明顯的差異性,目前,市場上主要的清洗設備是單晶圓清洗設備、自動清洗臺和洗刷機設備。

                  半導體單晶圓清洗是采用旋轉噴淋的方式,利用化學噴霧對單晶圓進行清洗的設備,相對于自動清洗設備來說,清洗效率較低,但具有極高的處理環境控制能力和微粒去除能力。自動清洗臺又稱槽式全自動清洗設備,是指一次清洗多個晶圓的設備,其優點是清洗能力強,適于大批量生產,但不能達到單片清洗設備的清洗精度,很難滿足目前技術先進的全流程參數要求。而且由于多片同時清洗,自動清洗臺也不能避免交叉污染的弊端。洗刷器采用了旋轉噴淋,配合機械擦拭,有高壓和軟噴霧等多種可調模式,適用于去離子水清洗工藝,包括鋸晶圓、晶圓磨薄、拋光、CVD等環節,尤其在晶圓拋光后的清洗中占有重要地位。

                  單晶圓清洗設備與自動清洗臺裝置在使用環節上并無太大差別,其主要區別在于清洗方式和精度要求,關鍵分界點在于半導體的45納米工藝。簡而言之,自動清洗臺是多片同時清洗,其優點在于設備成熟,產能高,而單片清洗設備則是逐片清洗,優點在于清洗精度高,可以有效地清洗背面、斜面和邊緣,同時避免晶片之間的交叉污染。在45nm以前,自動清洗臺即能滿足清洗要求;而低于45nm時,依靠單晶圓清洗設備來達到清洗精度要求。當今后半導體工藝節點不斷減少時,單晶圓清洗設備成為可預測技術下的主流清洗設備。

                  工藝點減少擠壓良率,促進清洗設備的需求上升。由于工藝節點縮小,經濟效益要求半導體企業在清洗工藝上不斷突破,提高清洗設備的工藝參數要求。有效的非破壞性清洗將是制造商所面臨的一大挑戰,特別是10nm芯片,7nm芯片,甚至更小的芯片。為推廣摩爾定律,芯片制造商必須能夠消除不僅僅是在扁平晶圓表面上的較小的隨機缺陷,還必須能夠適應更復雜、更精細的3D芯片結構,以免造成損壞或材料損失。


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