在半導(dǎo)體的制造工藝中，清潔度是最重要的參數(shù)之一。隨著半導(dǎo)體柵條寬度的減小，其對污染控制的要求也越來越高。一個微小的污染，就可能導(dǎo)致一個芯片失效報廢，所以控制污染物是半導(dǎo)體制造工藝中最關(guān)鍵的步驟之一。

　　總的來說，半導(dǎo)體制程中的污染物分類大致如下：

半導(dǎo)體工藝中污染物分類

　　1)顆粒

　　顆粒主要是一些聚合物、光刻膠和蝕刻雜質(zhì)等。通常都是在工藝中引進的，工藝設(shè)備、環(huán)境、氣體、化學(xué)試劑和去離子水均會引入顆粒。這些顆粒一旦粘附在硅表面，則會影響下一工序幾何特征的形成及電特性。根據(jù)顆粒與表面的粘附情況分析，其粘附力雖然表現(xiàn)出多樣化，但主要是范德瓦爾斯吸引力，所以對顆粒的去除方法主要以物理或化學(xué)的方法對顆粒進行底切，逐漸減小顆粒與硅表面的接觸面積，最終將其去除。

　　2)有機殘余物

　　有機物雜質(zhì)在IC制程中以多種形式存在，如人的皮膚油脂、凈化室空氣、機械油、硅樹脂、光刻膠、清洗溶劑等，殘留的光刻膠是IC工藝中有機沾污的主要來源。每種污染物對IC 制程都有不同程度的影響，通常會在晶圓表面形成有機物薄膜阻止清洗液到達晶圓表面，會使硅片表面無法得到徹底的清洗。因此有機殘余物的去除常常在清洗工序的第一步進行。

　　3)金屬污染物

　　IC制造過程中采用金屬互連材料將各個獨立的器件連接起來，首先采用光刻、刻蝕的方法在絕緣層上制作接觸窗口，再利用蒸發(fā)、濺射或化學(xué)氣相沉積(CVD)形成金屬互連膜，如Al-Si，Cu等，通過蝕刻產(chǎn)生互連線，然后對沉積介質(zhì)層進行化學(xué)機械拋光(CMP)。這個過程對IC制程也是一個潛在的沾污過程，在形成金屬互連的同時，產(chǎn)生的各種金屬沾污會影響器件性能，如在界面形成缺陷，在后續(xù)的氧化或外延工藝中引入層錯，PN結(jié)漏電，減少少數(shù)載流子的壽命。除此以外，在整個晶圓的工藝制備過程中，所用的氣體、化學(xué)試劑、器皿、去離子水的純度不夠、設(shè)備本身的沾污以及操作人員所攜帶的金屬離子等都會對IC引入一些可動離子沾污，這些離子大部分都是金屬離子，并且人是最大的引入源。沉積機理包括：

　　1. 通過金屬離子和硅襯底表面的氫原子之間的電荷交換直接結(jié)合到硅表面，這種類型的雜質(zhì)很難通過濕法清洗工藝去除，這類金屬常是貴金屬離子，如金(AU)，由于它的負電性比Si高，有從硅中取出電子中和的趨向，并沉積在硅表面。

　　2. 金屬沉積的第二種機理是在氧化時發(fā)生的，當(dāng)硅在氧化時，像Al、Cr和Fe等有氧化的趨向，并會進入氧化層中，這種金屬雜質(zhì)可通過在稀釋的HF中去除氧化層而去除。

　　4)需要去除的氧化層

　　硅原子非常容易在含氧氣及水的環(huán)境下氧化形成氧化層。該層氧化物不是所需要存在的氧化層，它會阻止晶圓表面在其他的工藝過程中發(fā)生正常的反應(yīng)，它可成為絕緣體，從而阻擋晶圓表面與導(dǎo)電的金屬層之間良好的電性接觸，同時為了確保柵極氧化層的品質(zhì)，晶圓如果經(jīng)過其他工藝操作或者經(jīng)過清洗后(由于過氧化氫的強氧化力，在晶圓表面上會生成一層化學(xué)氧化層)，此表面氧化層必須去除。另外，在IC制程中采用化學(xué)氣相沉積法(CVD)沉積的氮化硅、二氧化硅等氧化物也要在相應(yīng)的清洗過程中有選擇地去除。

　　只有將各種各樣的污染物盡可能的去除，才能保證更高的生產(chǎn)良率。所以半導(dǎo)體的清洗工藝一直以來都是半導(dǎo)體制造工藝中的關(guān)鍵點之一。芯片國產(chǎn)化的需求日益增加，半導(dǎo)體清洗的工藝也是急需攻克的難點。昆山市智程自動化設(shè)備有限公司致力于半導(dǎo)體晶片清洗設(shè)備的研發(fā)和生產(chǎn)，最終的目標就是實現(xiàn)半導(dǎo)體晶片清洗設(shè)備的完全國產(chǎn)化。