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摘要
在半导体制造中，随着器件集成密度的增加，晶圆表面清洗是最重要的过程之一。为了开发清洁过程，应在晶片表面沉积各种颗粒，以测量颗粒去除效率。颗粒可以悬浮在空气或液体中，然后沉积在液体和空气中的晶圆表面中。
介绍
本文采用不同的沉积方法对硅片表面亚微米氧化铝颗粒的去除效率。采用IPA和去离子水进行干式沉积和湿式喷雾沉积。
实验
为了从理论上理解粒子与晶圆表面之间的毛细管效应，我们用范德华力和毛细管力计算了粒子的粘附力。
从理论计算来看，随着粒径的增大，两者的附着力都变大。然而，如图1所示，随着颗粒尺寸的减小，单位面积的附着力(通过r2的除法计算)显著增加.这意味着由于范德华力和毛细管压力的增加，较小的颗粒更难从表面去除。此外，去离子水的毛细管力比异丙醇强得多。这意味着，由于毛细管力比异丙醇大，用去离子水沉积的颗粒更难从晶片表面去除。
结果
为了验证理论分析，在不同的粒子状态下，采用波长为1064nm的q开关Nd：YAG激光器进行了激光冲击清洗。改变激光聚焦与晶片表面之间的间隙距离来控制激光激波力。用带有去离子水和IPA的喷枪将颗粒沉积在硅片表面。图2显示了不同颗粒状态下氧化铝颗粒在硅晶片上的去除效率。
结论
结果表明，干燥颗粒的去除效率最高，而毛细管状态颗粒的去除效率要低得多。这可能是由于毛细管效应增加了粘附力。此外，去离子水的去除效率低于IPA。这也可以用图1中理论计算出的去离子水下较大的毛细管力来解释。
图1 IPA和去离子水中单位面积毛细管力（N/m2）作为粒径的函数
图2 硅片上氧化铝颗粒的去除效率
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