光罩（掩膜版）清洗工藝是半導體制造中確保光刻良率的關鍵步驟，其流程需兼顧污染物去除效率和圖案保護。以下是典型的光罩清洗工藝流程及技術解析：

一、光罩清洗全流程

預清洗（Pre-Cleaning）

目的：去除光罩表面松散顆粒和大尺寸污染物，防止后續工序中污染物擴散。

方法：

吹掃（Purge）：使用高純氮氣或氬氣吹掃表面，去除大顆粒。

機械刷掃（Brush Cleaning）：軟質刷子輕掃表面，適用于平整區域。

適用場景：初步清潔，為濕法或干法清洗做準備。

2. 濕法清洗（Wet Cleaning）

步驟1：化學浸泡/噴淋

酸性溶液（如SC-1配方：H?SO? + H?O?）：氧化分解有機物（如光刻膠殘渣），溫度控制在60~80℃。

堿性溶液（如SC-2配方：HCl + H?O?）：絡合金屬離子（如Cu、Al），防止腐蝕石英基底。

兆聲波輔助（MegaSonic）：高頻超聲振動剝離亞微米顆粒，增強清洗均勻性。

步驟2：漂洗（Rinse）

多級去離子水（DI Water）漂洗，去除化學殘留。

干燥：采用異丙醇（IPA）蒸汽干燥或離心干燥，避免水痕缺陷。

3. 等離子體清洗（Plasma Cleaning）

目的：去除頑固有機物和微觀顆粒，同時增強表面親水性。

工藝參數：

氣體：O?（氧氣）或Ar/O?混合氣體。

功率：100~500W（射頻RF）。

時間：5~15分鐘。

效果：氧等離子體氧化有機物，氬離子物理轟擊顆粒，實現原子級清潔

4. 后處理（Post-Cleaning）

表面鈍化：涂覆抗反射層（如Cr或MoSi）或鈍化膜（如SiO?），防止二次污染。

檢測：

顆粒檢測：激光散射儀或光學顯微鏡（檢測≥0.1μm顆粒）。

缺陷檢查：AI驅動的圖像識別系統（如KLA設備）掃描圖案完整性。

二、關鍵工藝控制點

化學濃度與溫度：

精確配比H?SO?/H?O?/DI Water（如SPM比例3:1:1），溫度波動需<±1℃。

實時監測pH值和電導率，自動補液維持穩定性。

流體動力學設計：

噴淋壓力（1~5 bar）和流量優化，確保360°覆蓋，避免局部殘留。

兆聲波頻率匹配光罩圖案密度（如EUV掩膜需更高頻率）。

干燥控制：

IPA蒸汽干燥時需控制揮發速率，防止“咖啡環效應”導致顆粒聚集。

三、不同污染場景的工藝選擇

四、工藝趨勢

環保化清洗：

開發無氟清洗液（如檸檬酸替代HF），減少廢水處理成本。

使用可回收溶劑（如超臨界CO?清洗）替代傳統化學品。

智能化控制：

AI算法實時調整清洗參數（如根據污染程度動態調節化學濃度）。

在線監測顆粒和金屬殘留（如集成ICP-MS傳感器）。

原子級清潔：

針對EUV光罩，采用低溫等離子體（<50℃）避免熱膨脹損傷圖案。

光罩清洗工藝的核心在于精準匹配污染物類型與清洗手段，通過濕法化學、兆聲波、等離子體的協同作用，實現高精度清潔。未來趨勢將向環保化、智能化、原子級清潔方向發展，以滿足3nm以下制程對光罩潔凈度的嚴苛要求。