微電子工藝清洗技術分析

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【摘要】隨著科學技術的發展，我國的微電子技術得到了快速發展，使電子元件的集成程度越來越高，給微電子器件的清洗工作帶來了很大的挑戰，其清洗質量對電子設備的質量也會造成嚴重的影響。對此，本文對微電子工藝清洗方法的現狀進行了分析，并提出了有效的清洗對策。

【關鍵詞】微電子設備；清洗技術；干法清洗

現階段，我國的微電子技術的迅速發展使電子設備向微型化、集成化方向發展，這導致微電子器件的清洗工作越來越復雜，其清洗質量也會影響電子元件的質量和使用壽命。因此，提高微電子工藝的清洗技術水平具有十分重要的意義。

1微電子工藝清洗技術的原理

微電子產品在生產加工過程中會因各種因素的影響導致產品受到污染。一般情況下，這些污染物會通過物理吸附或化學吸附等方式存留在產品表面，對產品的質量和使用壽命會造成嚴重的影響。例如，在生產硅片時，一些污染物的離子或粒子會存留在硅片表面或氧化膜中。這主要是因為生產加工過程中，硅片的化學鍵受到了破壞，加劇了污染物的吸附力度。這種情況給硅片的清洗工作帶來了很大的難度。目前，我國使用的微電子清洗手段主要有兩種，即干法清洗和濕法清洗。

2微電子工藝清洗技術的現狀

隨著微電子技術的發展，微電子器件具備高精密等特點，電子元件的價值比較高，電子元件中存在污染物會嚴重影響其質量和使用壽命。因此，微電子器件的清洗工作十分重要。微電子工藝清洗法最早由美國發明并實施的，主要使用的是濕法，可利用有機溶劑或化學溶劑與污染物發生反應，并通過物理作用來達到清洗的目的，但部分化學溶劑會與電子元件發生反應，對電子元件造成損傷，因此，在清洗時要根據電子元件的材料來選擇合適的溶劑。另外，干法清洗方式與濕法清洗方式相對應，主要以等離子技術和氣相技術為主，這種清洗方法不會對電子元件造成損傷，但清洗效果不如濕法清洗技術，一些金屬氧化物無法清洗干凈。

3微電子工藝清洗技術的應用

3.1濕法清洗技術。3.1.1化學溶劑清洗法。在利用化學溶劑對微電子器件進行清洗時，其清洗效果取決于溶劑的選擇。一般情況下，常見的化學溶劑包括氧化劑、合成洗滌劑、氨水、雙氧水等。其清洗工序要進行嚴格的把控，例如，在使用氨水進行清洗時，可以有效清洗電子元件表面的金屬化合物，但會對電子元件造成損傷，因此，在進行清洗時，要嚴格控制化學反應時間與化學溶劑的濃度，在保證電子元件質量的前提下提高清洗效果。3.1.2機械清洗法。機械清洗法具有較強的限制性，在清洗電子元件表面殘渣或顆粒時具有較強的實效性，這種清洗方法在國外得到了廣泛應用。按照性質來劃分，機械清洗分為手工清洗和機械清洗兩種。其中，手工清洗法的成本比較低，由清洗人員用鑷子夾取帶有有機溶液的棉球，對硅片表面帶有污染物的地方進行清洗，從而達到清洗的效果，但這種清洗方法加大了硅片表面劃傷的可能，會影響電子元件的質量。而機械清洗法則是采用的是高壓擦片機和機械擦刷機等機械，可以有效清洗電子元件上的污染物，相比于手工清洗法來說，機械清洗法對電子元件造成損傷的可能性較小，但成本要高于手工清洗法。3.1.3溶液浸泡法。溶液浸泡法是目前濕法清洗技術中最常用的方法，將硅片放置溶液中進行浸泡，可以有效清除硅片表面的污染物。其工作原理與化學溶劑清洗法類似，都是與硅片表面的污染物發生反應，以達到清洗的效果。溶液浸泡法只能清洗較為簡單的污染物，對金屬化合物等污染物的清洗效果比較差，因此，在進行清洗工作時，還需要進行加熱、攪拌等輔助工作，以達到清洗的目的。3.1.4旋轉清洗法。旋轉清洗法是一種綜合性比較強的清洗技術，將化學溶劑法、機械清洗法進行有機結合，可以有效清洗硅片表面的污染物。清洗原理為：旋轉清洗法通過機械的方法，使硅片保持高速旋轉，在這種情況下，向硅片表面噴灑清洗液，使清洗液與硅片表面的污染物發生化學反應，溶解硅片表面的污染物，從而完成清洗工作。另外，由于硅片處于高速旋轉狀態，在離心力的作用下，將溶解后的污染物脫離硅片的表面，可以有效防止污染物對硅片表面的二次污染，從而有效保證清洗質量。3.2干法清洗技術。干法清洗技術與濕法清洗技術相對應，濕法清洗技術主要靠清洗液來對微電子器件進行清洗，而干法清洗技術一般不使用溶液來進行清洗。但部分干法清洗技術需要使用少量的溶液，因此，根據其性質劃分，又有半干法和全干法兩種。3.2.1氣相清洗法。氣相清洗法是半干法的典型代表，在進行清洗工作時需要加入部分溶液，使其與硅片表面的污染物相互作用，從而達到清洗效果。氣相清洗法常使用的溶液為氫氟酸（HF），對電子元件上的氧化膜具有很強的清洗作用。其工作原理為，在常壓下利用氫氟酸氣體來控制濕度，先使電子元件保持低速旋轉，再使其高速旋轉，達到脫水的效果，通過氫氟酸蒸氣來進行清洗，具有廣闊的發展前景。另外，在負壓下進行清洗，可有效對電子元件的溝槽進行清洗。3.2.2等離子清洗法。利用等離子技術進行電子元件清洗，可以有效達到去膠的效果。目前，被廣泛應用于干法去膠工作中。這種清洗方法比較簡單，不會對環境造成污染，而且去膠效率高，可以有效避免對硅片表面造成損傷，清洗成本也比較低。但這種清洗方法并不適合所有清洗工作，很難去除金屬化合物等污染物，因此，還需要不斷加大技術創新，以滿足清洗工作的需要。3.2.3束流清洗技術。所謂的束流清洗技術就是利用束流狀的能量流與硅片表面的污染物相互作用，從而達到清洗效果。常用的束流方式為激光束流、微集射束流等方式。其工作原理為，將能量流沖擊在污染物表面，瓦解污染物與硅片表面的吸附力，使污染物脫離硅片表面，從而達到清洗的效果。

4微電子工藝清洗技術應注意的問題

（1）電子元件具有集成度高、價值量大等特點，在使用化學溶劑進行清洗時，化學成分會與電子元件發生反應，對電子元件的質量和使用壽命造成嚴重的影響，進而造成嚴重的經濟損失。對此，在使用化學溶劑進行清洗時，要對化學溶劑的成分以及電子元件的材料進行綜合分析，在保證電子元件質量的前提下進行清洗工作。（2）部分清洗技術會對電子元件的表面造成損傷，因此，需要改進清洗技術，降低對電子元件的損傷程度，保障電子元件的價值。（3）大多數清洗技術只能滿足單一清洗需求，嚴重限制了為電子器件的清洗質量。對此，要求相關人員加大技術創新，對現有的清洗技術進行優勢整合，從而提高清洗水平。

5結論

微電子產品在生產加工過程中，會因為各種因素的影響，使電子元件的表面沾有污染物，影響電子元件的質量和使用壽命，因此需要對電子元件進行清洗。目前，我國主要以濕法清洗手段為主，但清洗技術發展緩慢，清洗效率不高。需要相關技術人員創新清洗技術和方法，從而提高微電子器件的清洗效率。

參考文獻

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[3]郭龍.微電子工藝中的清洗技術現狀與展望[J].電子制作，2012（11）：58.

作者:楊丹鳳 單位:湖南省長沙市第一中學