微电子工艺中的清洗技术现状与展望

摘  要

本文通过介绍微电子清洗技术对当前微电子行业发展的重要性，并在分析微电子清洗技术的原理、现状的基础上，对未来微电子清洗技术的发展提出了些许建议。

【关键词】微电子 工艺 清洗技术

随着社会主义经济制度改革进程不断推进，我国市场经济程度越来越高，在这一时代背景下，微电子工艺的研究就被众多行业的企业家们提上了战略的日程。但是，由于微电子技术的产物具有质量轻、体积小、与其他部件切合紧密等特征，从而致使对微电子的清洗工作越来越复杂。微电子是科技产品的必备组成部分，其清洁度将直接影响到产品的散热功能、使用性能。因此，对于微电子清洗技术的研究就变得愈发重要。

1 微电子工艺清洗技术的理论研究

在微电子元器件的制造过程当中，由于其体积小、制造过程复杂等众多客观原因存在，将会很有可能导致微电子元器件在其步骤繁琐的制造过程当中受到污染。这些污染物质通常会物理吸附或者是化学吸附等多种方式在电子元器件生产过程当中吸附在其表面。比如说，硅胶材质的硅片在其制造过程中污染物质通常会以离子或者是以粒子形式吸附在硅片的表面。这些污染物质还有可能存在于硅片自身的氧化膜当中。产生这一现象的原因并不奇怪，这是由于这些污染物质破坏掉了硅片表面的化学键，从而导致了在其表面形成了自然的力场，让众多污染物质轻松吸附或者直接进入到硅片的氧化膜当中。在产生这种现象之后，要清洗硅片就非常困难了。在清洗过程中，既要保持不能去破坏硅片的结构，又要保持能够对污染物质进行彻底的清洗，以便其对产品结构当中的其他元器件产生污染，这一问题就变得非常棘手，愈发困难了。在当前微电子行业的大多企业或是研究所讲微电子的清洗技术两类：一种叫做湿法清洗;另一种叫做干法清洗。这两种技术都能够保持比较高的清洗度，并且能够在不破坏电子元器件的化学键的基础上祛除电子元器件表面或是氧化膜内存在的污染物和杂质。

2 微电子工艺清洗技术的现状研究

由于我国行业的发展更重视对服务业的发展和我国微电子行业的起步和发展较晚，从而致使当前我国微电子工艺的清洗技术比较落后，并且存在诸多的问题。

2.1 湿法清洗技术研究

湿法清洗这一技术，是由上个世纪六十年代的一名美国科学家所研究发明出来的。这种方法主要是通过利用化学溶剂同有机溶剂和被清洗的微电子元器件之间发生化学反应，然后再利用多种技术手段，如：超声波技术去污;采用真空去污技术等多种技术手段。最终，利用这些步骤实现对微电子元器件的清洗。

在以上湿法清洗电子元器件的步骤当中还需要用到种类不一的化学试剂。这些化学试剂主要包括氢氧化铵和过氧化氢以及硫酸等物质。氢氧化铵主要是被利用于对污染程度不是非常严重的电子元器件的清洗，或者是作为清洗第一部的化学试剂。其能够在控制的温度下、浓度下以及化学反应所经历的时间下等多种条件下，利用化学反应去腐蚀电子元器件的表面污染物质或者是金属的化合物。但是，由于这种腐蚀程度是需要多种条件来控制的，因此其对人员的技术和企业电子清洗设备的要求也是很高的，如果不能对整个过程实现严密的监控，将会对电子元器件造成损害。过氧化氢在清洗过程当中主要是被利用于对电子元器件的衬底进行清洗，通过清洗衬底上所附着的金属化合物质或者是络合物质。最后一种化学试剂（硫酸）在清洗过程当中扮演着非常重要的角色。在使用硫酸对被清洗电子元器件进行清洗过程中必须采用双氧水这一化学试剂来减少其反应的时间，并且降低硫酸的浓度、反应时候的温度，从而有效的减少了被清洗电子元器件碳化或者是被腐蚀严重的现象发生。以免让硫酸对电子元器件造成损害。湿法清洗技术在众多清洗技术当中是比较有效的一种技术，但是其依靠化学反应的客观因素，让其很有可能造成化学物质残留从而导致电子元器件被腐蚀的现象。

2.2 干法清洗技术研究

干洗技术相对于湿洗技术来说其避免了使用化学试剂，从而大大减少了化学物质残留导致电子元器件腐蚀的现象发生。干洗技术主要是采用等离子、气相等清洗技术方式对电子元器件的金属化合物和络合物进行清洗。对于采用等离子技术为主的干洗技术，其具有残留物质少、操作难度低等技术性特点，并且在微电子元器件的清洗行业当中其研究最早、技术较为成熟，从而在当前我国微电子行业的应用最为广泛。但是，等离子技术也存在一定的弱点，就是其无法完全祛除存留于微点电子元器件表面的污染物。而气相技术的应用相对于等离子技术来说是非常少的，主要原因在于其花费时间长、成本高，并且在采用气相技术清洗过程主要是被应用于硅片元器件的清洗，对于其他元器件的适用程度较低。

3 对微电子清洗技术的展望

从上文的分析当中可以发现，就我国企业当前的资金、人力等现状来说，我国在微电子清洗工艺当中，应当采用干洗技术当中的等离子技术。这种微电子工艺清洗技术不需要进行二次清洗，就能够达到超过其他技术操作之后的结果。而对于其单次清洗过后残留的金属混合物来说，可以在继续采用其他清洗方式减少其污染物质含量，从而在保证电子元器件质量前提下在较短时间内较低微电子污染物的含量。

在我国当前的微电子清洗行业当中，干洗技术当中的等离子技术虽然应用广泛，但是受到我国企业实力等原因更多的企业仍在采用成本更低的湿洗技术。对于干洗技术由于发展较晚，依旧被更多的企业作为湿洗技术的辅助技术来使用。鉴于干洗技术更能保证产品质量、更加具有效率等优点，我国应当对干洗技术的研究引以重视，并对研究所干洗技术研发给予政策指引、资金支持，从而减少湿洗技术对自然环境的污染，促进我国社会主义绿色经济发展。作者相信并坚信，在未来我国微电子工艺清洗技术将会伴随着我国国家实力、教育改革进行的推进不断发展，从而解决微电子元器件清洗困难的现状。

参考文献

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[2]王蔚，田丽，付强.微电子工艺课/实验/生产实习的整合研究[J].中国现代教育装备，2012（23） .

[3]梁齐，杨明武.微电子工艺实验教学模式探索[J].实验室科学，2008（01） .

作者简介

温晓霞（1984-），女，硕士学位。现在广东海洋大学寸金学院从事电子工程教学工作。

作者单位

广东海洋大学寸金学院 广东省湛江市 524094