引言
晶圆清洗曾经是一项相当平凡的任务，就像将晶圆浸入清洁液中一样简单，现在正成为制造 GAA FET 和 3D-IC 的主要工程挑战之一。
有了这些新的 3D 结构——有些即将出现，但有些已经在大批量生产中——湿法清洗业务中的晶圆设备和材料供应商正处于推动提高产量和可靠性的中心。清理逻辑和内存结构过去很简单。但从 finFET 开始，然后进入环栅 (GAA) 结构，以及先进的 DRAM 电容器和 3D NAND，清洁已经进入了第三个维度——并不总是可见或可测量的。
整个半导体制造过程中都会发现清洁步骤，并且有数百个。它们不仅涉及清洁，还包括确保表面为下一步的光刻胶、蚀刻后和植入剥离、一般清洁以及用于多重图案化和 EUV 的背面清洁做好准备。（设备制造商_江苏科技有限公司）
3D 结构
图 1：EOS 湿法清洁系统具有低晶圆缺陷率和高产量，可满足要求苛刻的晶圆清洁应用
逻辑结构与内存结构面临的挑战有所不同。考虑逻辑设备。虽然在大批量制造中清洁 finFET 不再存在任何特别的困难，但即将转向 GAA 结构——首先是纳米片，然后是叉片——充满了挑战。在纳米片中，隐藏了六个垂直表面，而在叉片 FET 中，这个数字增加到十六个。还添加了新材料，这增加了选择性的复杂性。该行业正在寻找新的湿化学选项、气相蚀刻或其中的某种组合。但随着纳米片的到来，新的考虑是模式崩溃。这种现象以前在 3D NAND 中遇到过，因此可以将其中的一些知识应用于新的逻辑结构。
在存储器结构中，3D NAND 和深DRAM电容器都提出了挑战。在3D NAND单元层数不断增加。美光近期宣布它已经达到了 232 层。这使得沿着柱子的蚀刻均匀性非常关键。虽然该行业长期以来一直在处理垂直模式的崩溃，但现在的挑战是水平方向的纵横比。该行业正在努力解决该问题，以便将这项技术用于大批量生产。
图 2：3D NAND 提出了新的清洁挑战。
缺陷去除曾经只是蚀刻表面并将晶圆浸泡在潮湿的工作台浴中，释放颗粒，使它们漂浮。这种具有成本效益的方法适用于 90纳米左右，并且具有较高的吞吐量。然而，在 90nm 之后，还需要其他解决方案。使用双流体喷雾系统单独清洁晶圆。随着颗粒变得更小、更分散并且更难分离，喷雾条件被调整。但这只会在喷雾压力导致结构损坏之前走这么远。
此外，微小的喷雾液滴的大小仍然约为一微米——通常是它们在先进 3D 结构中需要清洁的沟槽大小的两倍。对于 GAA 结构，没有视线，因此喷雾甚至无法到达隐藏的表面。
该行业的研究人员现在正在研究聚合物以帮助去除颗粒。聚合物薄膜被旋转，然后以结构化的方式剥离，同时带走颗粒。背面晶圆污染和晶圆翘曲也成为先进技术节点的普遍问题。留在晶圆背面的颗粒会影响光刻。（，湿法设备制造厂家，湿法设备生产厂家，，晶圆清洗设备制造，晶圆清洗设备制造厂家，英思特）
图 4：SB-3300 单晶圆背面清洗系统。通过喷淋和刷洗相结合的方式，该工具以机械方式去除背面污染物，精确蚀刻背面层并去除晶圆边缘残留物，同时较大限度地减少晶圆翘曲。
图 5：Cellesta -i MD 300mm 单晶圆清洁系统目标≤10nm 节点。该系统可实现彻底清洁，而不会损坏图案化良好的晶圆表面，包括颗粒去除。图案无塌陷干燥技术利用腔室气氛控制和改进的 IPA 分配器。化学回收提高了生产率和运行成本。
对于更精细的结构，ACM 的及时通电气泡振荡 (TEBO) 技术通过使用一系列快速压力变化迫使气泡以特定尺寸和形状振荡，从而能够在兆声波清洗过程中对气泡空化进行精确的多参数控制。由于这些气泡会振荡但不会破裂，因此 TEBO 技术避免了特征损坏，使其非常适合具有非常高纵横比的高级 3D 结构和设备。
图 6：Tahoe 工具将批量和单晶圆清洗与可选的兆声波结合在一个平台上。与单晶圆系统相比，它可以减少 80% 的硫酸用量和化学废物。
计量差距
几纳米的污染物不会出现在标准的在线计量设备上。需要 SEM 图像才能找到它，这在大批量制造环境中是不切实际的。新的 3D 结构增加了许多新的挑战。清洁技术的领导者正在研究创新的解决方案，但一些特殊的问题，如缺乏视线和计量差距，仍未解决。（英思特半导体,）