半導(dǎo)體硅片超聲波清洗機原理是什么?有何應(yīng)用？

社會經(jīng)濟的快速發(fā)展促進了現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的不斷進步，為此集成技術(shù)水平不斷提高。隨著零件尺寸的不斷縮小，對硅片質(zhì)量的要求進一步提高。硅片表面的顆粒、有機物、金屬、吸附分子等會嚴(yán)重影響器件的性能，清洗不暢導(dǎo)致的器件失效已超過集成電路制造中總損耗的一半。因此，對硅片的表面質(zhì)量要求越來越嚴(yán)格。對于集成電路來說，制造過程中要經(jīng)過約40個清洗工序，清洗屬于半導(dǎo)體制造過程中必不可少的一步，因此超聲波清洗技術(shù)的應(yīng)用非常重要。

硅片清洗技術(shù)原理

硅芯片生產(chǎn)工藝，通常需要經(jīng)過切片、倒角、研磨及拋光等多個工藝的加工生產(chǎn)，這導(dǎo)致硅芯片表面受到非常嚴(yán)重的污染，清洗主要針對硅芯片晶片表面。吸附在硅片的表面的污染物，通常分為三種主要類型。

1.有機物污染物：要對這種類型的污染物進行清理，首先要進行有機試劑溶解清洗其表面，充分利用超聲波技術(shù)進行清洗。

2.顆粒污染物：采用物理方式清洗，其中對機器的清洗可采用超聲波技術(shù)，在此基礎(chǔ)上利用超聲波技術(shù)，可有效去除≤0.2。μm的顆粒狀污染物。

3.金屬離子類污染物：對這種類型的污染物進行技術(shù)清理，主要是通過化學(xué)方式去除。除此之外，還可以通過超聲波進行振動去除。在此過程中，振動由液體產(chǎn)生形成氣泡，這些氣泡可以快速爆炸并形成摩擦，這樣就可以去除部分粒子。

超聲波清洗在這一過程中主要起輔助作用，借助其他機制來完成。表面的固體和液體之間始終處于緩慢的移動過程。在這種條件下，一些粒子在化學(xué)試劑中表現(xiàn)出頑固的屬性，很難被去除。

超聲波清洗工藝技術(shù)分析

超聲波主要是指頻率范圍達500khz-499ghz的聲波。這種類型聲波清洗技術(shù)的工藝原理主要通過聲壓硬度及粒子速度等的綜合作用，其中產(chǎn)生空化效應(yīng)的作用是次要的。通過高能頻率振動，配以化學(xué)試劑，完成對半導(dǎo)體晶片的清洗。但是，如果使用超聲波清洗技術(shù)，可以通過高頻聲波產(chǎn)生的能量，將實際液體以高速微沖擊波沖洗硅片表面。進而可以看到污染物附著在表面的顆粒污染物和直徑小于0.2μm的污染物被強制沖洗。超聲波清洗的顆粒去除度與聲波流的空化作用、液體溶解度和振動效果有關(guān)。為了達到清洗目的，經(jīng)常使用表面活性劑，使粒子不再沉淀在表面，超聲波清洗技術(shù)的實際效果明顯。

綜上所述，在集成電路的工藝和流程中占相當(dāng)比重的工作內(nèi)容是超聲波的清洗。在工藝技術(shù)中，表面的潔凈度要求不同，因此用于清洗的技術(shù)方法之間也有差異。在硅片清洗過程中，主要超聲波技術(shù)，該技術(shù)的使用對整個系統(tǒng)的生產(chǎn)及性能起著重要的作用。

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