随着集成电路线工艺不断进步,对工艺过程中的晶圆洁净度要求越来越高,湿法蚀刻清洗工艺是半导体制造工艺步骤中数量最多工艺。因此,湿法清洗设备能力的好坏,将直接影响着产品的良率。单片湿式清洗设备正逐渐成为半导体硅片制造清洗工艺主流设备,蚀刻量是湿法最重要的工艺控制参数之一, 影响蚀刻量的三大因素(化学药液温度、化学药液浓度、化学药液流量),后两者都与流量控制密相关。
1 湿法清洗设备及单片清洗机台优势
摩尔定律不断接受新的挑战,湿法蚀刻清洗设备也在不断进步,现有湿法清洗设备按清洗方式可分为批次清洗设备(Bench Clean),如图1a,和单片清洗设备(Single Wafer Clean),如图1b。一颗芯片颗粒的制作工艺要经过数千道,纳米级数的不断缩小,工艺数量仍在增加,所以如果晶圆的尺寸越大,经过同样的工艺往往可以得到更多的芯片颗粒,因此晶圆大小从6英寸到8英寸再到12英寸[1]。在厚度不变的前提下,晶圆尺寸变大随之而来的弊端是更容易破片,且对蚀刻清洗的均匀度(Uniformity,U%)把控难度更大[2]。对于Bench 机台来说,破片的影响是致命的,单片的破碎可能导致整批50片晶圆的报废;随着技术的进步单片清洗机可以调节喷嘴的位置以及卡盘转速,在晶圆表面不同位置进行化学药液的喷吐,达到更好的蚀刻清洗均匀度。