引言

應用兆頻超聲波能量去除顆粒已被證明是一種非常有效的非接觸式清潔方法。對晶片表面的清潔同樣重要的是干燥過程。一種非常常見的方法是高速旋轉干燥，但從減少顆粒和防止水痕的角度來看，這都是無效的。一種高性能的替代品是基于旋轉力和馬蘭戈尼力的“旋轉戈尼”干燥器。這兩種技術的結合為清洗和干燥晶片提供了有效的平臺。

這兩種技術的結合為清潔和干燥晶圓提供了一個有效的平臺。氧化后CMP清潔的結果表明，相當于標準清潔，減少COO和工具足跡。銅-cmp后巨氣清洗使用專有的清洗化學，然后“拮抗”干也是非常有效的顆粒去除。此外，有圖案的銅表面無腐蝕。

晶片表面的有效清潔是任何半導體工藝的重要部分。清潔中經常被忽視的一個方面是清潔后的干燥。忽略干燥過程，清潔帶來的許多好處可能會喪失。因此，有效的清潔是干燥程序中必不可少的。

實驗

所有兆頻超聲波清洗和干燥數據都是在維泰克金手指200毫米單晶片平臺上收集的。典型的轉子式干燥條件為300至500轉/分鐘，去UPW流速為200毫升/分鐘，N2流速為2毫升/分鐘，干燥時間小于25秒。以1800轉/分的速度旋轉干燥需要25秒。所有加工都在室溫去離子(19℃)下進行。粒子分析是通過用KLA-坦科爾SP1-TBI測量低密度脂蛋白來進行的。

結果和討論

粒子添加/移除：

為了直接比較旋轉干燥器和旋轉干燥器，進行了顆粒添加研究。首先用IMEC清潔器通過濕工作臺處理覆蓋硅晶片，得到親水晶片表面，然后干燥轉移到維泰克金手指上。然后用兆頻超聲波去離子水循環(huán)清洗晶片，然后干燥。經過這種方式實施該方法，研究了兩個條件。第一個是干燥器去除懸浮在晶片上方液體中的顆粒的能力，這是兆頻超聲波循環(huán)的結果。其次，環(huán)境中的顆粒會提供額外的污染源，這種影響通過在1000級潔凈室中進行分析而被放大。旋轉干燥的較高旋轉速度產生的湍流將顆粒從環(huán)境中吸向晶片表面。該分析的結果如圖1所示。最終結果是，旋轉干燥將顆粒添加到晶片表面，旋轉干燥略微減少了晶片表面上的顆粒數。

圖1 在1000級潔凈室中旋轉或旋轉干燥后，添加到晶片表面的顆粒

旋轉振子單獨顯示出從被污染的晶片表面去除弱粒子，而兆聲與旋轉振子結合顯示出強粒子去除。對于后一種情況，粒子計數恢復到相同或更低的水平。

氧化物和銅化學機械拋光清洗和干燥：

將兆聲與Rotagoni干燥器相結合，為清潔和干燥化學機械拋光晶片提供了一個極好的平臺。在氧化物化學機械拋光的情況下，晶片從1100納米的厚度拋光到700納米，然后濕轉移到兆頻超聲波平臺或洗滌器。然后用稀NH3清洗晶片，并在兆頻超聲波平臺(1000級潔凈室)上用Rotagoni干燥，或在洗滌器(1級潔凈室)上用旋轉干燥器干燥。顆粒計數表明，兆頻超聲波清洗和旋干法的總體平均值較低，分布比擦洗和旋轉干燥更緊密(圖2)。兆頻超聲波清洗對于去除地形特征的污染也非常有效。因此，化學機械拋光過程中的任何不一致(凹陷、劃痕等)。可以被兆聲有效地清潔，不像擦洗。

圖2 在氧化物CMP后清洗的晶片上測量LSE > 0.20 m的lpd，以進行擦洗，隨后進行旋轉干燥和金手指干燥，隨后進行旋轉干燥

對彎折和彎折叉形結構的電測量也驗證了兆頻超聲波清洗的質量，隨后是旋轉振蕩器干燥。當Rotagoni干燥機結束清洗過程時，沒有觀察到電產量損失。

水印預防：

Rotagoni干燥器的另一個特點是能夠干燥圖案化的疏水和親水表面而沒有水痕。這不是脫水的情況。圖案化的硅和TEOS晶片經過高頻清洗后，用旋轉干燥機或旋轉干燥機進行漂洗和干燥。對干燥晶片的檢查顯示，旋轉干燥的晶片表面有水痕，但旋轉干燥的晶片表面沒有干燥痕跡(圖3)。

圖3 暴露于氫氟酸后，旋轉干燥的晶片表面出現干燥痕跡

總結

非接觸、非破壞性的兆頻超聲波清洗與Rotagoni干燥器相結合，是非常有效的晶圓清洗平臺。化學機械拋光后清洗就是一個例子。在氧化物化學機械拋光晶片的情況下，平均顆粒計數低于擦洗清潔。顆粒去除在圖案化的后化學機械拋光中也是極好的銅晶片。銅經過清洗，沒有腐蝕。

Rotagoni干燥器不限于顆粒去除應用。旋轉干燥器也能在旋轉干燥器上增強HF-last表面的干燥。圖案化的親水性和疏水性表面由轉輪干燥，沒有水痕。

　　審核編輯：湯梓紅