Beberapa zat organik dan anorganik diperlukan untuk berpartisipasi dalam pembuatan semikonduktor. Selain itu, karena prosesnya selalu dilakukan di ruang bersih dengan partisipasi manusia, semikonduktorwafer tipispasti terkontaminasi oleh berbagai kotoran.
Menurut sumber dan sifat kontaminan, secara garis besar kontaminan dapat dibagi menjadi empat kategori: partikel, bahan organik, ion logam, dan oksida.
1. Partikel:
Partikel-partikel tersebut terutama terdiri dari polimer, fotoresist, dan pengotor etsa.
Kontaminan semacam itu biasanya mengandalkan gaya antarmolekul untuk teradsorpsi pada permukaan wafer, yang memengaruhi pembentukan bentuk geometris dan parameter kelistrikan pada proses fotolitografi perangkat.
Kontaminan semacam itu terutama dihilangkan dengan mengurangi area kontaknya secara bertahap dengan permukaankue wafermelalui metode fisik atau kimia.
2. Bahan organik:
Sumber pengotor organik relatif luas, seperti minyak kulit manusia, bakteri, oli mesin, minyak vakum, photoresist, pelarut pembersih, dan lain-lain.
Kontaminan semacam itu biasanya membentuk lapisan organik pada permukaan wafer untuk mencegah cairan pembersih mencapai permukaan wafer, sehingga mengakibatkan pembersihan permukaan wafer tidak tuntas.
Penghapusan kontaminan semacam itu sering dilakukan pada langkah pertama proses pembersihan, terutama menggunakan metode kimia seperti asam sulfat dan hidrogen peroksida.
3. Ion logam:
Kotoran logam yang umum termasuk besi, tembaga, aluminium, kromium, besi tuang, titanium, natrium, kalium, litium, dll. Sumber utamanya adalah berbagai peralatan, pipa, reagen kimia, dan polusi logam yang dihasilkan ketika interkoneksi logam terbentuk selama pemrosesan.
Jenis pengotor ini sering dihilangkan dengan metode kimia melalui pembentukan kompleks ion logam.
4. Oksida:
Ketika semikonduktorwafer tipisJika terpapar pada lingkungan yang mengandung oksigen dan air, lapisan oksida alami akan terbentuk di permukaan. Lapisan oksida ini akan menghambat banyak proses dalam pembuatan semikonduktor dan juga mengandung pengotor logam tertentu. Dalam kondisi tertentu, lapisan ini akan membentuk cacat listrik.
Penghapusan lapisan oksida ini sering kali diselesaikan dengan merendamnya dalam asam fluorida encer.
Urutan pembersihan umum
Kotoran yang teradsorpsi pada permukaan semikonduktorwafer tipisdapat dibagi menjadi tiga jenis: molekuler, ionik dan atom.
Di antara mereka, gaya adsorpsi antara pengotor molekuler dan permukaan wafer lemah, dan jenis partikel pengotor ini relatif mudah dihilangkan. Mereka sebagian besar adalah pengotor berminyak dengan karakteristik hidrofobik, yang dapat memberikan penyamaran untuk pengotor ionik dan atomik yang mencemari permukaan wafer semikonduktor, yang tidak kondusif untuk menghilangkan kedua jenis pengotor ini. Oleh karena itu, ketika membersihkan wafer semikonduktor secara kimia, pengotor molekuler harus dihilangkan terlebih dahulu.
Oleh karena itu, prosedur umum semikonduktorkue waferProses pembersihannya adalah:
De-molekularisasi-deionisasi-de-atomisasi-pembilasan air deionisasi.
Selain itu, untuk menghilangkan lapisan oksida alami pada permukaan wafer, langkah perendaman asam amino encer perlu ditambahkan. Oleh karena itu, ide pembersihan adalah pertama-tama menghilangkan kontaminasi organik pada permukaan; kemudian melarutkan lapisan oksida; akhirnya menghilangkan partikel dan kontaminasi logam, dan sekaligus mempasifkan permukaan.
Metode pembersihan umum
Metode kimia sering digunakan untuk membersihkan wafer semikonduktor.
Pembersihan kimia mengacu pada proses penggunaan berbagai reagen kimia dan pelarut organik untuk bereaksi atau melarutkan kotoran dan noda minyak pada permukaan wafer untuk menghilangkan kotoran, lalu membilasnya dengan sejumlah besar air deionisasi panas dan dingin dengan kemurnian tinggi untuk mendapatkan permukaan yang bersih.
Pembersihan kimia dapat dibagi menjadi pembersihan kimia basah dan pembersihan kimia kering, di antaranya pembersihan kimia basah masih dominan.
Pembersihan kimia basah
1. Pembersihan kimia basah:
Pembersihan kimia basah terutama meliputi perendaman larutan, penggosokan mekanis, pembersihan ultrasonik, pembersihan megasonik, penyemprotan putar, dll.
2. Perendaman larutan:
Perendaman larutan adalah metode menghilangkan kontaminasi permukaan dengan merendam wafer dalam larutan kimia. Ini adalah metode yang paling umum digunakan dalam pembersihan kimia basah. Larutan yang berbeda dapat digunakan untuk menghilangkan berbagai jenis kontaminan pada permukaan wafer.
Umumnya, cara ini tidak dapat menghilangkan kotoran pada permukaan wafer secara tuntas, sehingga sering kali dilakukan tindakan fisika seperti pemanasan, ultrasound, dan pengadukan saat perendaman.
3. Penggosokan mekanis:
Penggosokan mekanis sering digunakan untuk menghilangkan partikel atau residu organik pada permukaan wafer. Secara umum dapat dibagi menjadi dua metode:penggosokan manual dan penggosokan dengan wiper.
Penggosokan manualadalah metode penggosokan yang paling sederhana. Sikat baja tahan karat digunakan untuk memegang bola yang direndam dalam etanol anhidrat atau pelarut organik lainnya dan dengan lembut menggosok permukaan wafer ke arah yang sama untuk menghilangkan lapisan lilin, debu, sisa lem atau partikel padat lainnya. Metode ini mudah menyebabkan goresan dan polusi serius.
Wiper menggunakan putaran mekanis untuk menggosok permukaan wafer dengan sikat wol lembut atau sikat campuran. Metode ini sangat mengurangi goresan pada wafer. Wiper bertekanan tinggi tidak akan menggores wafer karena kurangnya gesekan mekanis, dan dapat menghilangkan kontaminasi pada alur.
4. Pembersihan ultrasonik:
Pembersihan ultrasonik merupakan metode pembersihan yang banyak digunakan dalam industri semikonduktor. Keunggulannya adalah efek pembersihan yang baik, pengoperasian yang mudah, dan juga dapat membersihkan peralatan dan wadah yang rumit.
Metode pembersihan ini menggunakan gelombang ultrasonik yang kuat (frekuensi ultrasonik yang umum digunakan adalah 20s40kHz), dan bagian yang jarang dan padat akan dihasilkan di dalam media cair. Bagian yang jarang akan menghasilkan gelembung rongga yang hampir vakum. Ketika gelembung rongga menghilang, tekanan lokal yang kuat akan dihasilkan di dekatnya, memutus ikatan kimia dalam molekul untuk melarutkan kotoran pada permukaan wafer. Pembersihan ultrasonik paling efektif untuk menghilangkan residu fluks yang tidak larut atau tidak larut.
5. Pembersihan megasonik:
Pembersihan megasonik tidak hanya memiliki keunggulan pembersihan ultrasonik, tetapi juga mengatasi kekurangannya.
Pembersihan megasonik adalah metode pembersihan wafer dengan menggabungkan efek getaran frekuensi berenergi tinggi (850kHz) dengan reaksi kimia bahan pembersih kimia. Selama pembersihan, molekul larutan dipercepat oleh gelombang megasonik (kecepatan sesaat maksimum dapat mencapai 30cmVs), dan gelombang fluida berkecepatan tinggi terus menerus mengenai permukaan wafer, sehingga polutan dan partikel halus yang menempel pada permukaan wafer dihilangkan secara paksa dan masuk ke dalam larutan pembersih. Menambahkan surfaktan asam ke dalam larutan pembersih, di satu sisi, dapat mencapai tujuan menghilangkan partikel dan bahan organik pada permukaan pemolesan melalui penyerapan surfaktan; di sisi lain, melalui integrasi surfaktan dan lingkungan asam, dapat mencapai tujuan menghilangkan kontaminasi logam pada permukaan lembaran pemoles. Metode ini secara bersamaan dapat memainkan peran pembersihan mekanis dan pembersihan kimia.
Saat ini, metode pembersihan megasonik telah menjadi metode yang efektif untuk membersihkan lembaran poles.
6. Metode penyemprotan putar:
Metode semprotan putar adalah metode yang menggunakan metode mekanis untuk memutar wafer dengan kecepatan tinggi, dan terus menerus menyemprotkan cairan (air deionisasi dengan kemurnian tinggi atau cairan pembersih lainnya) ke permukaan wafer selama proses putaran untuk menghilangkan kotoran di permukaan wafer.
Metode ini memanfaatkan kontaminasi pada permukaan wafer agar larut dalam cairan yang disemprotkan (atau bereaksi secara kimia dengannya hingga larut), dan memanfaatkan efek sentrifugal dari putaran berkecepatan tinggi agar cairan yang mengandung kotoran terpisah dari permukaan wafer pada waktunya.
Metode semprotan putar memiliki keunggulan pembersihan kimia, pembersihan mekanika fluida, dan penggosokan bertekanan tinggi. Pada saat yang sama, metode ini juga dapat dikombinasikan dengan proses pengeringan. Setelah periode pembersihan semprotan air deionisasi, semprotan air dihentikan dan gas semprot digunakan. Pada saat yang sama, kecepatan putaran dapat ditingkatkan untuk meningkatkan gaya sentrifugal guna mengeringkan permukaan wafer dengan cepat.
7.Pembersihan kimia kering
Pembersihan kering mengacu pada teknologi pembersihan yang tidak menggunakan larutan.
Teknologi pembersihan kering yang digunakan saat ini meliputi: teknologi pembersihan plasma, teknologi pembersihan fase gas, teknologi pembersihan sinar, dll.
Keuntungan dari dry cleaning adalah prosesnya sederhana dan tidak menimbulkan polusi lingkungan, tetapi biayanya tinggi dan cakupan penggunaannya tidak luas untuk saat ini.
1. Teknologi pembersihan plasma:
Pembersihan plasma sering digunakan dalam proses penghilangan photoresist. Sejumlah kecil oksigen dimasukkan ke dalam sistem reaksi plasma. Di bawah aksi medan listrik yang kuat, oksigen menghasilkan plasma, yang dengan cepat mengoksidasi photoresist menjadi gas yang mudah menguap dan diekstraksi.
Teknologi pembersihan ini memiliki keunggulan pengoperasian yang mudah, efisiensi tinggi, permukaan bersih, tidak ada goresan, dan kondusif untuk memastikan kualitas produk dalam proses degumming. Selain itu, tidak menggunakan asam, alkali, dan pelarut organik, dan tidak ada masalah seperti pembuangan limbah dan pencemaran lingkungan. Oleh karena itu, semakin dihargai oleh orang-orang. Namun, tidak dapat menghilangkan karbon dan kotoran logam atau oksida logam yang tidak mudah menguap lainnya.
2. Teknologi pembersihan fase gas:
Pembersihan fase gas mengacu pada metode pembersihan yang menggunakan fase gas yang setara dengan zat terkait dalam proses cair untuk berinteraksi dengan zat yang terkontaminasi pada permukaan wafer untuk mencapai tujuan menghilangkan kotoran.
Misalnya, dalam proses CMOS, pembersihan wafer menggunakan interaksi antara HF fase gas dan uap air untuk menghilangkan oksida. Biasanya, proses HF yang mengandung air harus disertai dengan proses penghilangan partikel, sedangkan penggunaan teknologi pembersihan HF fase gas tidak memerlukan proses penghilangan partikel berikutnya.
Keuntungan paling penting dibandingkan proses HF berair adalah konsumsi bahan kimia HF yang jauh lebih kecil dan efisiensi pembersihan yang lebih tinggi.
Selamat datang bagi pelanggan dari seluruh dunia untuk mengunjungi kami guna berdiskusi lebih lanjut!
https://www.vet-china.com/
https://www.facebook.com/people/Ningbo-Miami-Advanced-Material-Technology-Co-Ltd/100085673110923/
https://www.linkedin.com/perusahaan/100890232/admin/posting-halaman/diterbitkan/
https://www.youtube.com/@user-oo9nl2qp6j
Waktu posting: 13-Agu-2024