Ορισμένες οργανικές και ανόργανες ουσίες απαιτούνται για τη συμμετοχή στην κατασκευή ημιαγωγών. Επιπλέον, δεδομένου ότι η διαδικασία εκτελείται πάντα σε καθαρό χώρο με ανθρώπινη συμμετοχή, οι ημιαγωγοίγκοφρέτεςαναπόφευκτα μολύνονται από διάφορες ακαθαρσίες.
Ανάλογα με την πηγή και τη φύση των ρύπων, μπορούν να χωριστούν σε τέσσερις κατηγορίες: σωματίδια, οργανική ύλη, μεταλλικά ιόντα και οξείδια.
1. Σωματίδια:
Τα σωματίδια είναι κυρίως ορισμένα πολυμερή, φωτοανθεκτικά υλικά και ακαθαρσίες χάραξης.
Τέτοιοι ρύποι συνήθως βασίζονται σε διαμοριακές δυνάμεις για να προσροφηθούν στην επιφάνεια του πλακιδίου, επηρεάζοντας τον σχηματισμό γεωμετρικών σχημάτων και τις ηλεκτρικές παραμέτρους της διαδικασίας φωτολιθογραφίας της συσκευής.
Τέτοιοι ρύποι απομακρύνονται κυρίως με τη σταδιακή μείωση της επιφάνειας επαφής τους με την επιφάνεια τουόστιαμέσω φυσικών ή χημικών μεθόδων.
2. Οργανική ύλη:
Οι πηγές οργανικών ακαθαρσιών είναι σχετικά ευρείες, όπως το έλαιο του ανθρώπινου δέρματος, τα βακτήρια, το λάδι μηχανής, το γράσο κενού, το φωτοευαίσθητο υλικό, οι διαλύτες καθαρισμού κ.λπ.
Τέτοιοι ρύποι συνήθως σχηματίζουν μια οργανική μεμβράνη στην επιφάνεια της πλακέτας για να εμποδίσουν το υγρό καθαρισμού να φτάσει στην επιφάνεια της πλακέτας, με αποτέλεσμα τον ατελή καθαρισμό της επιφάνειας της πλακέτας.
Η απομάκρυνση τέτοιων ρύπων πραγματοποιείται συχνά στο πρώτο βήμα της διαδικασίας καθαρισμού, κυρίως χρησιμοποιώντας χημικές μεθόδους όπως το θειικό οξύ και το υπεροξείδιο του υδρογόνου.
3. Μεταλλικά ιόντα:
Οι συνήθεις μεταλλικές ακαθαρσίες περιλαμβάνουν σίδηρο, χαλκό, αλουμίνιο, χρώμιο, χυτοσίδηρο, τιτάνιο, νάτριο, κάλιο, λίθιο κ.λπ. Οι κύριες πηγές είναι διάφορα σκεύη, σωλήνες, χημικά αντιδραστήρια και μεταλλική ρύπανση που παράγεται όταν σχηματίζονται μεταλλικές διασυνδέσεις κατά την επεξεργασία.
Αυτός ο τύπος ακαθαρσίας συχνά απομακρύνεται με χημικές μεθόδους μέσω του σχηματισμού συμπλόκων μεταλλικών ιόντων.
4. Οξείδιο:
Όταν ημιαγωγόςγκοφρέτεςΌταν εκτίθενται σε περιβάλλον που περιέχει οξυγόνο και νερό, σχηματίζεται στην επιφάνεια ένα φυσικό στρώμα οξειδίου. Αυτό το φιλμ οξειδίου θα εμποδίσει πολλές διεργασίες στην κατασκευή ημιαγωγών και θα περιέχει επίσης ορισμένες μεταλλικές ακαθαρσίες. Υπό ορισμένες συνθήκες, θα σχηματίσουν ηλεκτρικά ελαττώματα.
Η αφαίρεση αυτής της μεμβράνης οξειδίου συχνά ολοκληρώνεται με εμβάπτιση σε αραιό υδροφθορικό οξύ.
Γενική ακολουθία καθαρισμού
Προσροφημένες ακαθαρσίες στην επιφάνεια του ημιαγωγούγκοφρέτεςμπορούν να χωριστούν σε τρεις τύπους: μοριακό, ιοντικό και ατομικό.
Μεταξύ αυτών, η δύναμη προσρόφησης μεταξύ των μοριακών ακαθαρσιών και της επιφάνειας του πλακιδίου είναι ασθενής και αυτός ο τύπος σωματιδίων ακαθαρσιών είναι σχετικά εύκολος στην απομάκρυνση. Πρόκειται κυρίως για ελαιώδεις ακαθαρσίες με υδρόφοβα χαρακτηριστικά, οι οποίες μπορούν να καλύψουν τις ιοντικές και ατομικές ακαθαρσίες που μολύνουν την επιφάνεια των πλακιδίων ημιαγωγών, κάτι που δεν ευνοεί την απομάκρυνση αυτών των δύο τύπων ακαθαρσιών. Επομένως, κατά τον χημικό καθαρισμό των πλακιδίων ημιαγωγών, θα πρέπει πρώτα να αφαιρούνται οι μοριακές ακαθαρσίες.
Επομένως, η γενική διαδικασία των ημιαγωγώνόστιαη διαδικασία καθαρισμού είναι:
Απομοριακοποίηση-απιονισμός-αφατομοποίηση-ξέπλυμα με απιονισμένο νερό.
Επιπλέον, για να αφαιρεθεί το φυσικό στρώμα οξειδίου στην επιφάνεια της γκοφρέτας, πρέπει να προστεθεί ένα βήμα εμποτισμού με αραιά αμινοξέα. Επομένως, η ιδέα του καθαρισμού είναι πρώτα να αφαιρεθεί η οργανική μόλυνση από την επιφάνεια, στη συνέχεια να διαλυθεί το στρώμα οξειδίου, τέλος να αφαιρεθούν τα σωματίδια και η μεταλλική μόλυνση και ταυτόχρονα να παθητικοποιηθεί η επιφάνεια.
Κοινές μέθοδοι καθαρισμού
Χημικές μέθοδοι χρησιμοποιούνται συχνά για τον καθαρισμό πλακιδίων ημιαγωγών.
Ο χημικός καθαρισμός αναφέρεται στη διαδικασία χρήσης διαφόρων χημικών αντιδραστηρίων και οργανικών διαλυτών για την αντίδραση ή τη διάλυση ακαθαρσιών και λεκέδων λαδιού στην επιφάνεια του πλακιδίου για την απορρόφηση ακαθαρσιών και στη συνέχεια το ξέπλυμα με μεγάλη ποσότητα ζεστού και κρύου απιονισμένου νερού υψηλής καθαρότητας για την επίτευξη καθαρής επιφάνειας.
Ο χημικός καθαρισμός μπορεί να χωριστεί σε υγρό χημικό καθαρισμό και ξηρό χημικό καθαρισμό, μεταξύ των οποίων ο υγρός χημικός καθαρισμός εξακολουθεί να κυριαρχεί.
Υγρός χημικός καθαρισμός
1. Καθαρισμός με υγρή χημική ουσία:
Ο υγρός χημικός καθαρισμός περιλαμβάνει κυρίως εμβάπτιση σε διάλυμα, μηχανικό τρίψιμο, καθαρισμό με υπερήχους, καθαρισμό μεγαηχητικών κ.λπ.
2. Εμβάπτιση σε διάλυμα:
Η εμβάπτιση σε διάλυμα είναι μια μέθοδος απομάκρυνσης επιφανειακών ρύπων με εμβάπτιση της πλακέτας σε ένα χημικό διάλυμα. Είναι η πιο συχνά χρησιμοποιούμενη μέθοδος στον υγρό χημικό καθαρισμό. Διαφορετικά διαλύματα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την απομάκρυνση διαφορετικών τύπων ρύπων από την επιφάνεια της πλακέτας.
Συνήθως, αυτή η μέθοδος δεν μπορεί να αφαιρέσει πλήρως τις ακαθαρσίες στην επιφάνεια του πλακιδίου, επομένως κατά την εμβάπτιση χρησιμοποιούνται συχνά φυσικά μέτρα όπως θέρμανση, υπέρηχοι και ανάδευση.
3. Μηχανικός καθαρισμός:
Ο μηχανικός καθαρισμός χρησιμοποιείται συχνά για την αφαίρεση σωματιδίων ή οργανικών υπολειμμάτων από την επιφάνεια του πλακιδίου. Γενικά, μπορεί να χωριστεί σε δύο μεθόδους:χειροκίνητο τρίψιμο και τρίψιμο με υαλοκαθαριστήρα.
Χειροκίνητο τρίψιμοείναι η απλούστερη μέθοδος τριψίματος. Χρησιμοποιείται μια βούρτσα από ανοξείδωτο χάλυβα για να συγκρατεί μια μπάλα εμποτισμένη σε άνυδρη αιθανόλη ή άλλους οργανικούς διαλύτες και να τρίβει απαλά την επιφάνεια της γκοφρέτας προς την ίδια κατεύθυνση για να αφαιρέσει την μεμβράνη κεριού, τη σκόνη, την υπολειμματική κόλλα ή άλλα στερεά σωματίδια. Αυτή η μέθοδος είναι εύκολο να προκαλέσει γρατσουνιές και σοβαρή ρύπανση.
Ο υαλοκαθαριστήρας χρησιμοποιεί μηχανική περιστροφή για να τρίψει την επιφάνεια της γκοφρέτας με μια μαλακή βούρτσα από μαλλί ή μια μικτή βούρτσα. Αυτή η μέθοδος μειώνει σημαντικά τις γρατσουνιές στην γκοφρέτα. Ο υαλοκαθαριστήρας υψηλής πίεσης δεν θα γρατσουνίσει την γκοφρέτα λόγω της έλλειψης μηχανικής τριβής και μπορεί να αφαιρέσει τη μόλυνση από την αυλάκωση.
4. Υπερηχητικός καθαρισμός:
Ο υπερηχητικός καθαρισμός είναι μια μέθοδος καθαρισμού που χρησιμοποιείται ευρέως στη βιομηχανία ημιαγωγών. Τα πλεονεκτήματά της είναι το καλό αποτέλεσμα καθαρισμού, η απλή λειτουργία και ο καθαρισμός σύνθετων συσκευών και δοχείων.
Αυτή η μέθοδος καθαρισμού πραγματοποιείται υπό την επίδραση ισχυρών υπερηχητικών κυμάτων (η συνήθως χρησιμοποιούμενη υπερηχητική συχνότητα είναι 20s40kHz) και μέσα στο υγρό μέσο θα δημιουργηθούν αραιά και πυκνά μέρη. Το αραιό μέρος θα παράγει μια σχεδόν κενή φυσαλίδα. Όταν η φυσαλίδα της κοιλότητας εξαφανιστεί, θα δημιουργηθεί κοντά της ισχυρή τοπική πίεση, διασπώντας τους χημικούς δεσμούς στα μόρια για να διαλυθούν οι ακαθαρσίες στην επιφάνεια της γκοφρέτας. Ο υπερηχητικός καθαρισμός είναι πιο αποτελεσματικός για την αφαίρεση αδιάλυτων ή αδιάλυτων υπολειμμάτων ροής.
5. Καθαρισμός Megasonic:
Ο καθαρισμός Megasonic όχι μόνο έχει τα πλεονεκτήματα του καθαρισμού με υπερήχους, αλλά ξεπερνά και τα μειονεκτήματά του.
Ο καθαρισμός μεγαηχητικών κυμάτων είναι μια μέθοδος καθαρισμού πλακιδίων που συνδυάζει την επίδραση δόνησης υψηλής ενέργειας (850kHz) συχνότητας με τη χημική αντίδραση χημικών καθαριστικών. Κατά τη διάρκεια του καθαρισμού, τα μόρια του διαλύματος επιταχύνονται από το μεγαηχητικό κύμα (η μέγιστη στιγμιαία ταχύτητα μπορεί να φτάσει τα 30cmVs) και το κύμα υγρού υψηλής ταχύτητας επηρεάζει συνεχώς την επιφάνεια του πλακιδίου, έτσι ώστε οι ρύποι και τα λεπτά σωματίδια που είναι προσκολλημένα στην επιφάνεια του πλακιδίου να απομακρύνονται βίαια και να εισέρχονται στο διάλυμα καθαρισμού. Η προσθήκη όξινων επιφανειοδραστικών ουσιών στο διάλυμα καθαρισμού, αφενός, μπορεί να επιτύχει τον σκοπό της απομάκρυνσης σωματιδίων και οργανικής ύλης στην επιφάνεια στίλβωσης μέσω της προσρόφησης επιφανειοδραστικών ουσιών· αφετέρου, μέσω της ενσωμάτωσης επιφανειοδραστικών ουσιών και όξινου περιβάλλοντος, μπορεί να επιτύχει τον σκοπό της απομάκρυνσης μεταλλικών ρύπων στην επιφάνεια του φύλλου στίλβωσης. Αυτή η μέθοδος μπορεί ταυτόχρονα να παίξει τον ρόλο του μηχανικού σκουπίσματος και του χημικού καθαρισμού.
Προς το παρόν, η μέθοδος καθαρισμού megasonic έχει γίνει μια αποτελεσματική μέθοδος για τον καθαρισμό φύλλων στίλβωσης.
6. Μέθοδος περιστροφικού ψεκασμού:
Η μέθοδος περιστροφικού ψεκασμού είναι μια μέθοδος που χρησιμοποιεί μηχανικές μεθόδους για την περιστροφή της πλακέτας με υψηλή ταχύτητα και ψεκάζει συνεχώς υγρό (απιονισμένο νερό υψηλής καθαρότητας ή άλλο υγρό καθαρισμού) στην επιφάνεια της πλακέτας κατά τη διάρκεια της διαδικασίας περιστροφής για την απομάκρυνση των ακαθαρσιών στην επιφάνεια της πλακέτας.
Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιεί τη μόλυνση στην επιφάνεια της γκοφρέτας για να διαλυθεί στο ψεκαζόμενο υγρό (ή να αντιδρά χημικά με αυτήν για να διαλυθεί) και χρησιμοποιεί το φυγοκεντρικό φαινόμενο της περιστροφής υψηλής ταχύτητας για να διαχωρίσει το υγρό που περιέχει ακαθαρσίες από την επιφάνεια της γκοφρέτας εγκαίρως.
Η μέθοδος περιστροφικού ψεκασμού έχει τα πλεονεκτήματα του χημικού καθαρισμού, του καθαρισμού μηχανικής ρευστών και του καθαρισμού με υψηλή πίεση. Ταυτόχρονα, αυτή η μέθοδος μπορεί επίσης να συνδυαστεί με τη διαδικασία ξήρανσης. Μετά από μια περίοδο καθαρισμού με απιονισμένο νερό, ο ψεκασμός νερού σταματά και χρησιμοποιείται αέριο ψεκασμού. Ταυτόχρονα, η ταχύτητα περιστροφής μπορεί να αυξηθεί για να αυξηθεί η φυγόκεντρος δύναμη για γρήγορη αφυδάτωση της επιφάνειας του πλακιδίου.
7.Ξηρό χημικό καθάρισμα
Το στεγνό καθάρισμα αναφέρεται στην τεχνολογία καθαρισμού που δεν χρησιμοποιεί διαλύματα.
Οι τεχνολογίες στεγνού καθαρισμού που χρησιμοποιούνται σήμερα περιλαμβάνουν: τεχνολογία καθαρισμού με πλάσμα, τεχνολογία καθαρισμού σε αέρια φάση, τεχνολογία καθαρισμού με δέσμη κ.λπ.
Τα πλεονεκτήματα του στεγνού καθαρισμού είναι η απλή διαδικασία και η μηδενική περιβαλλοντική ρύπανση, αλλά το κόστος είναι υψηλό και το εύρος χρήσης δεν είναι μεγάλο προς το παρόν.
1. Τεχνολογία καθαρισμού με πλάσμα:
Ο καθαρισμός με πλάσμα χρησιμοποιείται συχνά στη διαδικασία αφαίρεσης φωτοευαίσθητου υλικού. Μια μικρή ποσότητα οξυγόνου εισάγεται στο σύστημα αντίδρασης πλάσματος. Υπό την επίδραση ενός ισχυρού ηλεκτρικού πεδίου, το οξυγόνο παράγει πλάσμα, το οποίο οξειδώνει γρήγορα το φωτοευαίσθητο υλικό σε πτητική αέρια κατάσταση και εξάγεται.
Αυτή η τεχνολογία καθαρισμού έχει τα πλεονεκτήματα της εύκολης λειτουργίας, της υψηλής απόδοσης, της καθαρής επιφάνειας, της απουσίας γρατζουνιών και συμβάλλει στη διασφάλιση της ποιότητας του προϊόντος κατά τη διαδικασία απογύμνωσης. Επιπλέον, δεν χρησιμοποιεί οξέα, αλκάλια και οργανικούς διαλύτες και δεν υπάρχουν προβλήματα όπως η απόρριψη αποβλήτων και η περιβαλλοντική ρύπανση. Ως εκ τούτου, εκτιμάται ολοένα και περισσότερο από τους ανθρώπους. Ωστόσο, δεν μπορεί να αφαιρέσει άνθρακα και άλλες μη πτητικές ακαθαρσίες μετάλλων ή οξειδίων μετάλλων.
2. Τεχνολογία καθαρισμού αέριας φάσης:
Ο καθαρισμός σε αέρια φάση αναφέρεται σε μια μέθοδο καθαρισμού που χρησιμοποιεί το ισοδύναμο σε αέρια φάση της αντίστοιχης ουσίας στην υγρή διεργασία για να αλληλεπιδράσει με την μολυσμένη ουσία στην επιφάνεια του πλακιδίου για να επιτύχει τον σκοπό της απομάκρυνσης των ακαθαρσιών.
Για παράδειγμα, στη διεργασία CMOS, ο καθαρισμός των πλακιδίων χρησιμοποιεί την αλληλεπίδραση μεταξύ HF σε αέρια φάση και υδρατμών για την απομάκρυνση οξειδίων. Συνήθως, η διεργασία HF που περιέχει νερό πρέπει να συνοδεύεται από μια διεργασία αφαίρεσης σωματιδίων, ενώ η χρήση της τεχνολογίας καθαρισμού HF σε αέρια φάση δεν απαιτεί επακόλουθη διεργασία αφαίρεσης σωματιδίων.
Τα σημαντικότερα πλεονεκτήματα σε σύγκριση με την υδατική διεργασία HF είναι η πολύ μικρότερη κατανάλωση χημικών HF και η υψηλότερη απόδοση καθαρισμού.
Καλωσορίζουμε πελάτες από όλο τον κόσμο να μας επισκεφτούν για περαιτέρω συζήτηση!
https://www.vet-china.com/
https://www.facebook.com/people/Ningbo-Miami-Advanced-Material-Technology-Co-Ltd/100085673110923/
https://www.linkedin.com/company/100890232/admin/page-posts/published/
https://www.youtube.com/@user-oo9nl2qp6j
Ώρα δημοσίευσης: 13 Αυγούστου 2024