Pooljuhtide tootmisel osalemiseks on vaja mõningaid orgaanilisi ja anorgaanilisi aineid. Lisaks, kuna protsess viiakse alati läbi puhtas ruumis inimeste osalusel, siis pooljuhidvahvlidon paratamatult saastunud mitmesuguste lisanditega.
Saasteainete päritolu ja olemuse järgi saab need jagada nelja kategooriasse: osakesed, orgaaniline aine, metalliioonid ja oksiidid.
1. Osakesed:
Osakesed on peamiselt mõned polümeerid, fotoresistid ja söövitavad lisandid.
Sellised saasteained adsorbeeruvad tavaliselt vahvli pinnale molekulidevaheliste jõudude abil, mõjutades geomeetriliste kujundite moodustumist ja seadme fotolitograafiaprotsessi elektrilisi parameetreid.
Sellised saasteained eemaldatakse peamiselt nende kokkupuuteala järkjärgulise vähendamise teel.vahvelfüüsikaliste või keemiliste meetodite abil.
2. Orgaaniline aine:
Orgaaniliste lisandite allikad on suhteliselt laiad, näiteks inimese nahaõli, bakterid, masinaõli, vaakumrasv, fotoresist, puhastuslahustid jne.
Sellised saasteained moodustavad tavaliselt vahvli pinnale orgaanilise kile, mis takistab puhastusvedeliku jõudmist vahvli pinnale, mille tulemuseks on vahvli pinna mittetäielik puhastamine.
Selliste saasteainete eemaldamine toimub sageli puhastusprotsessi esimeses etapis, kasutades peamiselt keemilisi meetodeid, nagu väävelhape ja vesinikperoksiid.
3. Metalliioonid:
Levinud metallilisandite hulka kuuluvad raud, vask, alumiinium, kroom, malm, titaan, naatrium, kaalium, liitium jne. Peamised allikad on mitmesugused riistad, torud, keemilised reaktiivid ja metallireostus, mis tekib töötlemise ajal metalliühenduste moodustumisel.
Seda tüüpi lisandeid eemaldatakse sageli keemiliste meetoditega metalliioonkomplekside moodustamise kaudu.
4. Oksiid:
Kui pooljuhtvahvlidpuutuvad kokku hapniku ja veega keskkonnaga, tekib pinnale looduslik oksiidikiht. See oksiidikile takistab paljusid pooljuhtide tootmise protsesse ja sisaldab ka teatud metallilisandeid. Teatud tingimustel tekivad neil elektrilised defektid.
Selle oksiidkile eemaldamine toimub sageli lahjendatud vesinikfluoriidhappes leotamise teel.
Üldine puhastusjärjestus
Pooljuhi pinnale adsorbeerunud lisandidvahvlidvõib jagada kolme tüüpi: molekulaarne, ioonne ja aatomiline.
Nende hulgas on molekulaarsete lisandite ja vahvli pinna vaheline adsorptsioonijõud nõrk ning seda tüüpi lisandiosakesi on suhteliselt lihtne eemaldada. Need on enamasti õlised hüdrofoobsete omadustega lisandid, mis võivad varjata pooljuhtplaatide pinda saastavaid ioonseid ja aatomseid lisandeid, mis ei soodusta nende kahe lisanditüübi eemaldamist. Seetõttu tuleks pooljuhtplaatide keemilisel puhastamisel kõigepealt eemaldada molekulaarsed lisandid.
Seega pooljuhtide üldine protseduurvahvelpuhastusprotsess on järgmine:
Demolekuliseerimine-deioniseerimine-deatomiseerimine-deioniseeritud veega loputamine.
Lisaks tuleb vahvli pinnalt loodusliku oksiidikihi eemaldamiseks lisada lahjendatud aminohappes leotamise etapp. Seega on puhastamise eesmärk kõigepealt eemaldada pinnalt orgaaniline saaste; seejärel lahustada oksiidikiht; lõpuks eemaldada osakesed ja metalli saaste ning samal ajal pind passiveerida.
Levinud puhastusmeetodid
Pooljuhtplaatide puhastamiseks kasutatakse sageli keemilisi meetodeid.
Keemiline puhastamine viitab protsessile, kus vahvli pinnal olevaid lisandeid ja õliplekke reageeritakse või lahustatakse mitmesuguste keemiliste reagentide ja orgaaniliste lahustite abil, et desorbeerida lisandeid, ning seejärel loputatakse pinda suure hulga kõrge puhtusastmega kuuma ja külma deioniseeritud veega, et saada puhas pind.
Keemilise puhastuse saab jagada märgkeemiliseks puhastuseks ja kuivkeemiliseks puhastuseks, mille hulgas on märgkeemiline puhastus endiselt domineeriv.
Märg keemiline puhastus
1. Märgkeemiline puhastus:
Märgkeemiline puhastus hõlmab peamiselt lahuse kastmist, mehaanilist küürimist, ultrahelipuhastust, megasoonilist puhastust, pöörlevat pihustamist jne.
2. Lahuse kastmine:
Lahusesse kastmine on pinna saastumise eemaldamise meetod, mille käigus kastetakse vahvel keemilisse lahusesse. See on märgkeemilise puhastuse puhul kõige sagedamini kasutatav meetod. Vahvli pinnalt saab erinevat tüüpi saasteainete eemaldamiseks kasutada erinevaid lahuseid.
Tavaliselt ei suuda see meetod vahvli pinnalt lisandeid täielikult eemaldada, seega kasutatakse kastmise ajal sageli füüsikalisi meetmeid, nagu kuumutamine, ultraheli ja segamine.
3. Mehaaniline puhastamine:
Tahkete osakeste või orgaaniliste jääkide eemaldamiseks vahvli pinnalt kasutatakse sageli mehaanilist puhastamist. Selle saab üldiselt jagada kaheks meetodiks:käsitsi puhastamine ja klaasipuhastiga puhastamine.
Käsitsi puhastamineon lihtsaim puhastusmeetod. Roostevabast terasest harjaga hoitakse veevabas etanoolis või muudes orgaanilistes lahustites leotatud kuuli ja hõõrutakse õrnalt vahvli pinda samas suunas, et eemaldada vahakile, tolm, liimijäägid või muud tahked osakesed. See meetod võib kergesti kriimustada ja põhjustada tõsist saastumist.
Puhastuslapp kasutab mehaanilist pöörlemist, et hõõruda vahvli pinda pehme villaharja või segaharjaga. See meetod vähendab oluliselt vahvli kriimustusi. Kõrgsurvepuhastuslapp ei kriimusta vahvlit mehaanilise hõõrdumise puudumise tõttu ja suudab eemaldada soones oleva saaste.
4. Ultraheli puhastus:
Ultraheli puhastamine on pooljuhtide tööstuses laialdaselt kasutatav puhastusmeetod. Selle eelisteks on hea puhastusefekt, lihtne käsitsemine ning see võimaldab puhastada ka keerukaid seadmeid ja mahuteid.
See puhastusmeetod toimub tugevate ultrahelilainete mõjul (tavaliselt kasutatav ultraheli sagedus on 20 s40 kHz) ning vedelas keskkonnas tekivad hõredad ja tihedad osakesed. Hõredast osakesest moodustub peaaegu vaakumõõnsusmull. Kui õõnsusmull kaob, tekib selle lähedale tugev lokaalne rõhk, mis lõhub molekulides olevad keemilised sidemed ja lahustab lisandeid vahvli pinnal. Ultraheli puhastamine on kõige tõhusam lahustumatute või lahustumatute voolujääkide eemaldamiseks.
5. Megasooniline puhastus:
Megasonic-puhastusel pole mitte ainult ultrahelipuhastuse eelised, vaid see ületab ka selle puudused.
Megasooniline puhastus on vahvlite puhastamise meetod, mis ühendab suure energiaga (850 kHz) sagedusega vibratsiooniefekti keemiliste puhastusvahendite keemilise reaktsiooniga. Puhastamise ajal kiirendab megasooniline laine lahuse molekule (maksimaalne hetkekiirus võib ulatuda 30 cmVs-ni) ja kiire vedelikulaine mõjutab pidevalt vahvli pinda, nii et vahvli pinnale kinnitunud saasteained ja peened osakesed eemaldatakse jõuga ja sisenevad puhastuslahusesse. Happeliste pindaktiivsete ainete lisamine puhastuslahusesse võib ühelt poolt saavutada eesmärgi eemaldada poleerimispinnalt osakesi ja orgaanilist ainet pindaktiivsete ainete adsorptsiooni kaudu; teiselt poolt saab pindaktiivsete ainete ja happelise keskkonna integreerimise kaudu saavutada eesmärgi eemaldada poleerimisplaadi pinnalt metalli saastumine. See meetod võib samaaegselt toimida nii mehaanilise pühkimise kui ka keemilise puhastusena.
Praegu on megasonic puhastusmeetodist saanud tõhus meetod poleerimislehtede puhastamiseks.
6. Pöörleva pihustamise meetod:
Pöörlev pihustamismeetod on meetod, mis kasutab mehaanilisi meetodeid vahvli suurel kiirusel pööramiseks ja pihustab pöörlemisprotsessi ajal vahvli pinnale pidevalt vedelikku (kõrge puhtusastmega deioniseeritud vett või muud puhastusvedelikku), et eemaldada vahvli pinnalt lisandid.
See meetod kasutab vahvli pinnal olevat saastumist pihustatud vedelikus lahustamiseks (või keemiliseks reageerimiseks sellega lahustumiseks) ja kasutab kiire pöörlemise tsentrifugaaljõudu, et vedelik, mis sisaldab lisandeid, eralduks vahvli pinnalt aja jooksul.
Pöörleva pihustamise meetodil on keemilise puhastamise, hüdraulika puhastamise ja kõrgsurvepuhastuse eelised. Samal ajal saab seda meetodit kombineerida ka kuivatamisprotsessiga. Pärast deioniseeritud veepihustusega puhastamise perioodi peatatakse veepihustamine ja kasutatakse pihustusgaasi. Samal ajal saab pöörlemiskiirust suurendada, et suurendada tsentrifugaaljõudu ja kiiresti vahvli pinda dehüdreerida.
7.Keemiline puhastus
Keemiline puhastus viitab puhastustehnoloogiale, mis ei kasuta lahuseid.
Praegu kasutatavate keemilise puhastuse tehnoloogiate hulka kuuluvad: plasmapuhastustehnoloogia, gaasifaasipuhastustehnoloogia, kiirpuhastustehnoloogia jne.
Keemilise puhastuse eelisteks on lihtne protsess ja keskkonnareostuse puudumine, kuid hind on kõrge ja kasutusulatus pole praegu suur.
1. Plasmapuhastustehnoloogia:
Fotoresisti eemaldamise protsessis kasutatakse sageli plasmapuhastust. Plasma reaktsioonisüsteemi juhitakse väike kogus hapnikku. Tugeva elektrivälja toimel tekitab hapnik plasma, mis oksüdeerib fotoresisti kiiresti lenduvaks gaasiliseks olekuks ja seejärel ekstraheeritakse.
Sellel puhastustehnoloogial on eelised, nagu lihtne käsitsemine, kõrge efektiivsus, puhas pind, kriimustuste puudumine ja see soodustab toote kvaliteedi tagamist niiskumisprotsessis. Lisaks ei kasutata happeid, leeliseid ega orgaanilisi lahusteid ning puuduvad jäätmekäitluse ja keskkonnareostuse probleemid. Seetõttu hindavad inimesed seda üha enam. Siiski ei suuda see eemaldada süsinikku ega muid mittelenduvaid metalli- või metalloksiidi lisandeid.
2. Gaasifaasi puhastustehnoloogia:
Gaasifaasi puhastamine viitab puhastusmeetodile, mis kasutab vedelas protsessis oleva vastava aine gaasifaasi ekvivalenti, et suhelda vahvli pinnal oleva saastunud ainega, et saavutada lisandite eemaldamise eesmärk.
Näiteks CMOS-protsessis kasutatakse kiipide puhastamisel oksiidide eemaldamiseks gaasifaasis oleva HF ja veeauru vastastikmõju. Tavaliselt peab vett sisaldava HF-protsessiga kaasnema osakeste eemaldamise protsess, samas kui gaasifaasis oleva HF-puhastustehnoloogia kasutamine ei vaja järgnevat osakeste eemaldamise protsessi.
Võrreldes vesilahuselise HF-protsessiga on kõige olulisemad eelised palju väiksem HF-kemikaalikulu ja suurem puhastustõhusus.
Tere tulemast kõiki kliente üle kogu maailma meid edasiseks aruteluks külastama!
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
Postituse aeg: 13. august 2024