半導体ウェーハ洗浄とは何ですか？

ウェーハ洗浄とは、酸化、フォトリソグラフィー、エピタキシー、拡散、ワイヤ蒸着などの半導体プロセスの前に、物理的または化学的方法を使用してウェーハ表面から粒子状汚染物質、有機汚染物質、金属汚染物質、および自然酸化層を除去するプロセスを指します。半導体製造において、半導体デバイスの歩留まりは装置の清浄度に大きく左右されます。半導体ウエハ表面。したがって、半導体製造に必要な清浄度を達成するには、厳密なウェーハ洗浄プロセスが不可欠です。

ウェーハ洗浄の主流技術

1.ドライクリーニング:プラズマ洗浄技術、気相洗浄技術。

2.湿式化学洗浄:溶液浸漬法、機械的スクラブ法、超音波洗浄技術、メガソニック洗浄技術、ロータリースプレー法。

3.ビームクリーニング:マイクロビーム洗浄技術、レーザービーム技術、結露スプレー技術。

汚染物質の分類はさまざまな原因に由来しており、一般にその性質に応じて次の 4 つのカテゴリに分類されます。

1.粒子状汚染物質

粒子状汚染物質は主にポリマー、フォトレジスト、エッチング不純物で構成されています。これらの汚染物質は通常、半導体ウェーハの表面に付着し、フォトリソグラフィーの欠陥、エッチングの詰まり、薄膜のピンホール、ショートなどの問題を引き起こす可能性があります。それらの付着力は主にファンデルワールス引力であり、物理的な力（超音波キャビテーションなど）または化学溶液（SC-1など）を使用して粒子とウェーハ表面の間の静電吸着を破壊することで除去できます。

2.有機汚染物質

有機汚染物質は主に人間の皮脂、クリーンルームの空気、機械油、シリコン真空グリース、フォトレジスト、および洗浄溶剤に由来します。これらは表面の疎水性を変化させ、表面粗さを増大させ、半導体ウェーハの表面曇りを引き起こす可能性があり、その結果、エピタキシャル層の成長や薄膜堆積の均一性に影響を与える可能性があります。このため、有機汚染物質の洗浄は通常、ウェーハ洗浄シーケンス全体の最初のステップとして行われ、有機汚染物質を効果的に分解して除去するために強力な酸化剤（硫酸/過酸化水素混合物、SPMなど）が使用されます。

3.金属汚染物質

半導体製造プロセスでは、プロセスケミカルや装置部品の磨耗、環境ダストなどに起因する金属汚染物質（Na、Fe、Ni、Cu、Znなど）が原子、イオン、粒子状でウェーハ表面に付着します。これらは、半導体デバイスの漏れ電流、しきい値電圧のドリフト、キャリア寿命の短縮などの問題を引き起こし、チップの性能と歩留まりに重大な影響を与える可能性があります。このような金属汚染物質は、塩酸または過酸化水素の混合液（SC-2）を使用すると効果的に除去できます。

4.自然酸化層

ウェーハ表面の自然酸化層は金属の堆積を妨げ、接触抵抗の増加につながり、エッチングの均一性や深さの制御に影響を与え、イオン注入のドーピング分布に干渉する可能性があります。 HF エッチング (DHF または BHF) は、後続のプロセスで界面の完全性を確保するために酸化物を除去するために一般的に採用されています。

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