Certaines substances organiques et inorganiques sont nécessaires à la fabrication des semi-conducteurs. De plus, le procédé étant toujours réalisé en salle blanche avec intervention humaine, les semi-conducteursgaufrettessont inévitablement contaminés par diverses impuretés.
Selon la source et la nature des contaminants, ils peuvent être grossièrement divisés en quatre catégories : les particules, la matière organique, les ions métalliques et les oxydes.
1. Particules :
Les particules sont principalement constituées de polymères, de résines photosensibles et d'impuretés de gravure.
Ces contaminants s'appuient généralement sur des forces intermoléculaires pour s'adsorber sur la surface de la plaquette, affectant la formation de figures géométriques et les paramètres électriques du processus de photolithographie du dispositif.
Ces contaminants sont principalement éliminés en réduisant progressivement leur surface de contact avec la surface de latranchepar des méthodes physiques ou chimiques.
2. Matière organique :
Les sources d'impuretés organiques sont relativement larges, telles que l'huile de peau humaine, les bactéries, l'huile de machine, la graisse sous vide, la résine photosensible, les solvants de nettoyage, etc.
Ces contaminants forment généralement un film organique sur la surface de la plaquette pour empêcher le liquide de nettoyage d'atteindre la surface de la plaquette, ce qui entraîne un nettoyage incomplet de la surface de la plaquette.
L’élimination de ces contaminants est souvent effectuée lors de la première étape du processus de nettoyage, principalement à l’aide de méthodes chimiques telles que l’acide sulfurique et le peroxyde d’hydrogène.
3. Ions métalliques :
Les impuretés métalliques courantes comprennent le fer, le cuivre, l'aluminium, le chrome, la fonte, le titane, le sodium, le potassium, le lithium, etc. Les principales sources sont divers ustensiles, tuyaux, réactifs chimiques et pollution métallique générée lorsque des interconnexions métalliques se forment pendant le traitement.
Ce type d’impureté est souvent éliminé par des méthodes chimiques par la formation de complexes d’ions métalliques.
4. Oxyde :
Lorsque les semi-conducteursgaufrettesLorsqu'ils sont exposés à un environnement contenant de l'oxygène et de l'eau, une couche d'oxyde naturelle se forme à la surface. Cette couche d'oxyde entrave de nombreux processus de fabrication des semi-conducteurs et contient également certaines impuretés métalliques. Dans certaines conditions, elle peut former des défauts électriques.
L'élimination de ce film d'oxyde est souvent complétée par un trempage dans de l'acide fluorhydrique dilué.
Séquence de nettoyage générale
Impuretés adsorbées à la surface du semi-conducteurgaufrettespeut être divisé en trois types : moléculaire, ionique et atomique.
Parmi celles-ci, la force d'adsorption entre les impuretés moléculaires et la surface de la plaquette est faible, et ce type de particules d'impuretés est relativement facile à éliminer. Il s'agit principalement d'impuretés huileuses aux propriétés hydrophobes, qui peuvent masquer les impuretés ioniques et atomiques contaminant la surface des plaquettes semi-conductrices, ce qui est défavorable à l'élimination de ces deux types d'impuretés. Par conséquent, lors du nettoyage chimique des plaquettes semi-conductrices, les impuretés moléculaires doivent être éliminées en premier.
Par conséquent, la procédure générale des semi-conducteurstranchele processus de nettoyage est :
Démolécularisation-déionisation-déatomisation-rinçage à l'eau déionisée.
De plus, pour éliminer la couche d'oxyde naturelle à la surface de la plaquette, un trempage dans un acide aminé dilué est nécessaire. Par conséquent, le nettoyage consiste d'abord à éliminer la contamination organique de la surface ; ensuite à dissoudre la couche d'oxyde ; enfin, à éliminer les particules et la contamination métallique, et enfin à passiver la surface.
Méthodes de nettoyage courantes
Les méthodes chimiques sont souvent utilisées pour nettoyer les plaquettes de semi-conducteurs.
Le nettoyage chimique fait référence au processus d'utilisation de divers réactifs chimiques et solvants organiques pour réagir ou dissoudre les impuretés et les taches d'huile sur la surface de la plaquette afin de désorber les impuretés, puis rincer avec une grande quantité d'eau déionisée chaude et froide de haute pureté pour obtenir une surface propre.
Le nettoyage chimique peut être divisé en nettoyage chimique humide et nettoyage chimique sec, parmi lesquels le nettoyage chimique humide est toujours dominant.
Nettoyage chimique humide
1. Nettoyage chimique humide :
Le nettoyage chimique humide comprend principalement l'immersion dans une solution, le nettoyage mécanique, le nettoyage par ultrasons, le nettoyage mégasonique, la pulvérisation rotative, etc.
2. Immersion dans la solution :
L'immersion en solution est une méthode d'élimination des contaminants de surface par immersion de la plaquette dans une solution chimique. C'est la méthode la plus couramment utilisée pour le nettoyage chimique humide. Différentes solutions peuvent être utilisées pour éliminer différents types de contaminants à la surface de la plaquette.
Habituellement, cette méthode ne peut pas éliminer complètement les impuretés à la surface de la plaquette, c'est pourquoi des mesures physiques telles que le chauffage, les ultrasons et l'agitation sont souvent utilisées lors de l'immersion.
3. Lavage mécanique :
Le nettoyage mécanique est souvent utilisé pour éliminer les particules ou les résidus organiques à la surface de la plaquette. Il peut généralement être divisé en deux méthodes :nettoyage manuel et nettoyage à l'aide d'un essuie-glace.
nettoyage manuelLa méthode de récurage la plus simple consiste à utiliser une brosse en acier inoxydable pour frotter délicatement la surface de la plaquette dans le même sens, en introduisant une bille imbibée d'éthanol anhydre ou d'autres solvants organiques, afin d'éliminer les pellicules de cire, la poussière, les résidus de colle et autres particules solides. Cette méthode est susceptible de provoquer des rayures et une pollution importante.
Le racleur utilise une rotation mécanique pour frotter la surface de la plaquette à l'aide d'une brosse en laine douce ou d'une brosse mixte. Cette méthode réduit considérablement les rayures sur la plaquette. Grâce à l'absence de frottement mécanique, le racleur haute pression ne raye pas la plaquette et peut éliminer les impuretés dans la rainure.
4. Nettoyage par ultrasons :
Le nettoyage par ultrasons est une méthode de nettoyage largement utilisée dans l'industrie des semi-conducteurs. Ses avantages sont une efficacité de nettoyage optimale, une utilisation simple et la possibilité de nettoyer des dispositifs et conteneurs complexes.
Cette méthode de nettoyage utilise des ultrasons puissants (fréquence ultrasonore courante : 20 à 40 kHz). Des particules, rares ou denses, sont générées dans le milieu liquide. Ces particules forment une cavité quasi vide. Lorsque cette cavité disparaît, une forte pression locale se crée à proximité, brisant les liaisons chimiques des molécules et dissolvant ainsi les impuretés à la surface de la plaquette. Le nettoyage par ultrasons est particulièrement efficace pour éliminer les résidus de flux insolubles.
5. Nettoyage mégasonique :
Le nettoyage mégasonique présente non seulement les avantages du nettoyage par ultrasons, mais surmonte également ses défauts.
Le nettoyage mégasonique est une méthode de nettoyage des plaquettes combinant l'effet vibratoire à haute énergie (850 kHz) et la réaction chimique d'agents nettoyants. Lors du nettoyage, les molécules de la solution sont accélérées par l'onde mégasonique (vitesse instantanée maximale pouvant atteindre 30 cmVs). L'onde fluide à grande vitesse impacte en continu la surface de la plaquette, éliminant ainsi les polluants et les fines particules qui y sont fixés et les introduisant dans la solution de nettoyage. L'ajout de tensioactifs acides à la solution de nettoyage permet, d'une part, d'éliminer les particules et les matières organiques de la surface de polissage par adsorption ; d'autre part, grâce à l'intégration des tensioactifs et de l'environnement acide, d'éliminer la contamination métallique de la surface de la feuille de polissage. Cette méthode peut simultanément assurer un essuyage mécanique et un nettoyage chimique.
À l’heure actuelle, la méthode de nettoyage mégasonique est devenue une méthode efficace pour nettoyer les feuilles de polissage.
6. Méthode de pulvérisation rotative :
La méthode de pulvérisation rotative est une méthode qui utilise des méthodes mécaniques pour faire tourner la plaquette à grande vitesse et pulvérise en continu du liquide (eau déionisée de haute pureté ou autre liquide de nettoyage) sur la surface de la plaquette pendant le processus de rotation pour éliminer les impuretés sur la surface de la plaquette.
Cette méthode utilise la contamination à la surface de la plaquette pour se dissoudre dans le liquide pulvérisé (ou réagir chimiquement avec lui pour se dissoudre), et utilise l'effet centrifuge de la rotation à grande vitesse pour faire en sorte que le liquide contenant des impuretés se sépare de la surface de la plaquette au fil du temps.
La méthode de pulvérisation rotative présente les avantages du nettoyage chimique, du nettoyage par mécanique des fluides et du lavage haute pression. Elle peut également être combinée au séchage. Après une période de nettoyage par pulvérisation d'eau déionisée, la pulvérisation d'eau est interrompue et un gaz de pulvérisation est utilisé. Parallèlement, la vitesse de rotation peut être augmentée pour accroître la force centrifuge et déshydrater rapidement la surface de la plaquette.
7.Nettoyage chimique à sec
Le nettoyage à sec fait référence à une technologie de nettoyage qui n’utilise pas de solutions.
Les technologies de nettoyage à sec actuellement utilisées comprennent : la technologie de nettoyage au plasma, la technologie de nettoyage en phase gazeuse, la technologie de nettoyage par faisceau, etc.
Les avantages du nettoyage à sec sont un processus simple et aucune pollution environnementale, mais le coût est élevé et le champ d'utilisation n'est pas large pour le moment.
1. Technologie de nettoyage au plasma :
Le nettoyage au plasma est souvent utilisé pour éliminer les résines photosensibles. Une faible quantité d'oxygène est introduite dans le système de réaction plasma. Sous l'action d'un champ électrique puissant, l'oxygène génère du plasma, qui oxyde rapidement la résine photosensible et la transforme en gaz volatil avant d'être extrait.
Cette technologie de nettoyage présente les avantages suivants : simplicité d'utilisation, haute efficacité, surface propre et sans rayures, et garantit la qualité du produit lors du processus de dégommage. De plus, elle n'utilise ni acides, ni alcalis, ni solvants organiques, et ne pose aucun problème de rejet ni de pollution environnementale. C'est pourquoi elle est de plus en plus prisée. Cependant, elle ne peut pas éliminer le carbone et les autres impuretés métalliques ou oxydes métalliques non volatiles.
2. Technologie de nettoyage en phase gazeuse :
Le nettoyage en phase gazeuse fait référence à une méthode de nettoyage qui utilise l'équivalent en phase gazeuse de la substance correspondante dans le processus liquide pour interagir avec la substance contaminée à la surface de la plaquette afin d'atteindre l'objectif d'élimination des impuretés.
Par exemple, dans le procédé CMOS, le nettoyage des plaquettes utilise l'interaction entre le HF en phase gazeuse et la vapeur d'eau pour éliminer les oxydes. Généralement, le procédé HF contenant de l'eau doit être accompagné d'un processus d'élimination des particules, tandis que le nettoyage HF en phase gazeuse ne nécessite pas de processus ultérieur d'élimination des particules.
Les avantages les plus importants par rapport au procédé HF aqueux sont une consommation de produits chimiques HF beaucoup plus faible et une efficacité de nettoyage plus élevée.
Bienvenue à tous les clients du monde entier pour nous rendre visite pour une discussion plus approfondie !
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
Date de publication : 13 août 2024