晶圆的湿法蚀刻法和清洁度

湿法蚀刻是对膜进行各向同性蚀刻，因此不利于形成精细的布线，能够使用的布线有限，在最上层的Al系布线中使用的情况，这是因为与干法蚀刻相比，可以用廉价的装置形成。另外，在形成接触孔和通孔孔时，为了改善其后成膜时的覆盖范围，有的情况是首先用BHF药液进行湿法蚀刻；另一方面，在现在的半导体器件制造工艺中，作为最多的使用目的，还是去除布线形成后不需要的膜。

下面介绍半导体制造过程中的重要组成部分：清洗和使用药液，下列的表中。首先是粒子去除（清洗），通常使用的药液是氨和过氧化氢水的混合液，混合比例、液温、清洗时间等是各公司的专有技术，一般来说氨：过氧化氢：纯水=1：1-10：20-100，温度40-70℃,使用时间为30秒-4分钟。

下图中显示了粒子、金属杂质、有机杂质被清洗的机理的例子；在APM液中过氧化氢水的作用下，硅晶圆表面形成0.8 纳米左右的极薄氧化膜，使用臭氧水（臭氧浓度10 ppm左右，温度25℃以下）时，由于臭氧的作用，同样会形成0.8 纳米左右的极薄氧化膜，并且，APM液中的氨具有蚀刻去除形成的氧化膜的作用，在去除氧化膜的同时，粒子，金属杂质和有机杂质也将通过提升作用被去除，因为APM液是碱性的，所以粒子等杂质和晶片同样带负电，利用彼此分离作用的Zeta电位理论在药液的选择中也很重要，在利用臭氧水的情况下，使用1%以下的薄氢氟酸水作为臭氧水处理的下一个处理。

接下来是金属去除（清洗），需要利用氧化溶解机制去除金属成分，一般情况下，使用盐酸和过氧化氢水的混合液（简称HPM）、硫酸和过氧化氢水的混合液（简称SPM）的情况较多，在60℃以上的高温下使用，以提高氧化和溶解效率，另外从高性能和降低成本的观点来看，具有仅次于氟的高氧化势的臭氧水（臭氧浓度约10 ppm，25℃以下）也被广泛采用。

下面就有机物去除（清洗）进行论述，除光刻胶外，作为附着在晶圆表面的有机物，几乎没有大的固体状物质，因此，粒子和金属不纯 通过用于清洗物体的APM和HPM（或SPM），有机物也被去除清洗。

最后，关于一般制造很多半导体器件的公司、研究机构所采用的清洁配方，按照APM→纯水护发素→HPM（或SPM）→纯水护发素→干燥的顺序进行清洁构成，通过该配方，粒子、金属·有机杂质几乎全部可以清洗。

下面介绍一下清洗装置；清洗装置分为总线式清洗装置和单叶式清洗装置两类。总线式清洗设备的优点，毕竟是与单叶式清洗设备相比，晶圆生产率更高，25片或50片晶片一次性投入浴缸内清洗；另一方面，缺点是粒子性能与枚叶式相比较差的情况较多，也就是说，在总线式中，附着在晶圆表面的粒子在清洗槽内暂时离开晶圆，该粒子存在于槽内的药液和纯水中，之后，将晶圆移动到下一个清洗槽时，晶圆被提升到槽内液的上部，此时，槽内的粒子再次附着在晶圆表面的情况较多。

为了除去槽内的粒子，使其通过过滤器进行液体循环，但是现在还不能完全用过滤器除去粒子，另外，其缺点是药液·纯水消耗量比单叶式装置大，而叶片式清洗设备的优点是粒子性能比总线式好，由于将通过过滤器预先除去液体中存在的粒子的药液·纯水施加到晶圆上，因此液体不会将过滤器直径以上的粒子附着到晶圆表面。其优点是药液·纯水消耗量比汇流式装置小；通常，每片晶圆使用纯水约为每分钟1升，劣势在于，与总线式清洗设备相比，晶圆生产率较小。因此，为了补充生产率，有时每个清洗装置设置10个左右的处理室，

这样，由于总线式清洗装置和单叶式清洗装置具有特点，制造半导体器件的各公司根据制造的半导体器件是哪种配线尺寸代（节点代）的产品，以及清洗目的和工艺，分别使用采用的器件类型

下面介绍晶圆表面的清洁度，清洗晶圆后，确认清洗性能的方法，首先，粒子当然是目视无法看到的小粒子，因此通常使用被称为激光式粒子检查装置的检查仪器，将氩等激光器扫描到晶圆表面，当存在粒子时，通过检测与粒子尺寸相关的散射激光量，将晶圆表面上的粒子位置和尺寸显示为晶圆图，现在，作为市场上销售的检查装置，可以检测到的最小粒子尺寸约为30 纳米左右。

接下来，对金属成分的测量方法进行阐述，在20多年前，主要采用寿命测量方法，这种方法是利用预先测量寿命和金属杂质量的数据作为标准，通过测量晶圆寿命的值，类推金属杂质的附着量，最近，许多半导体制造公司正在采用测量实际附着金属成分量的分析方法，而不是使用寿命时间方法，即ICP-MS（电感耦合等离子体质谱仪）TXRF（全反射荧光X射线反射）。

最后是有机物测量，GC/MS方法被普遍使用，在尖端半导体器件制造中，来自洁净室内存在的装置、构件、药液等构成物质的微量有机物气体，在制造过程中引起反应物的形成和异常生长，从而降低半导体器件的成品率。

对晶圆的湿法蚀刻法、清洗和清洁度进行了简单的描述，在半导体器件制造中，从创建期到现在，与粒子等杂质的斗争在将来也不会改变，在与粒子的战斗中最重要的工序是清洗，可以想象今后也会越来越受到重视，如果清洁技术不能日新月异地进步，那么总有一天，半导体器件会受到良率低下而无法制造的致命伤害。