使用脉动流清洗毯式和图案化晶片的工艺研究

引言

表面和亚微米深沟槽的清洗在半导体制造中是一个巨大的挑战。在这项工作中，使用物理数值模拟研究了使用脉动流清洗毯式和图案化晶片。毯式晶片清洗工艺的初步结果与文献中的数值和实验结果吻合良好。毯式和图案化晶片的初步结果表明，振荡流清洗比稳定流清洗更有效，并且振荡流的最佳频率是沟槽尺寸的函数。

介绍

微污染是大多数大规模生产的超大规模集成电路的产量损失[1]。传统上，晶片清洗工作专注于毯式晶圆。然而，化学和微粒污染自然发生在图案化的晶片也是如此。例如，离子注入、反应离子蚀刻(RIE)、湿法化学清洗所有留下的金属和/或化学物质图案化晶片表面上的污染物。跟随许多BEOL过程、污染物或化学品

可以留在战壕里。因此，有一个迫切需要开发有效的清洁技术并用亚微米尺寸沟槽冲洗晶片表面。盖尔和布斯纳娜研究了兆频超声波清洗和用于毯式晶片[2]的清洗工艺提供了一些早期的建模结果。尽管兆频超声波清洗目前被用于图案化晶片清洗的机理用于图案化晶片的兆频超声波清洗工艺不是很好理解。本文基于毯式晶片的实验和数值研究清洗，去除亚微米级的污染物使用兆频超声波清洗的沟槽使用物理建模。

利用控制动量和质量守恒方程的有限差分解，我们华林科纳模拟了湿清洗几何结构中的流体流动和污染物输运。对流动通过一系列空腔的模拟进行了验证，与帕金斯[3]的数值和实验结果非常吻合。

模型的物理定义

该模型是二维的，所用的过程溶液是水，假设水是不可压缩的牛顿流体。

A.控制方程:

速度场满足连续性和纳维尔-斯托克斯方程

结果和讨论

最初，模拟了兆频超声波清洗槽中单个晶片的清洗。如图1所示，兆频超声波束由位于储罐底部的浸入式换能器产生。将单个晶片平行于强超声波束放置。使用的工艺溶液是水。清洗过程中不使用溢出。与停滞浴和稳定流冲洗相比，脉动(兆频超声波)流冲洗在毯式和图案化晶片冲洗中显示出显著的优势。它大大减少了毯式晶片清洗过程中的冲洗时间。涡流振荡机制显著增强了图案化晶片清洗的混合。​
 

　　审核编辑：汤梓红