Pusvadītāju ražošanā ir nepieciešamas dažas organiskas un neorganiskas vielas. Turklāt, tā kā process vienmēr tiek veikts tīrtelpā ar cilvēka līdzdalību, pusvadītājuvafelesneizbēgami ir piesārņoti ar dažādiem piemaisījumiem.
Atkarībā no piesārņotāju avota un rakstura tos var iedalīt četrās kategorijās: daļiņas, organiskās vielas, metālu joni un oksīdi.
1. Daļiņas:
Daļiņas galvenokārt ir daži polimēri, fotorezisti un kodināšanas piemaisījumi.
Šādi piesārņotāji parasti paļaujas uz starpmolekulāriem spēkiem, lai adsorbētos uz vafeļa virsmas, ietekmējot ģeometrisko figūru veidošanos un ierīces fotolitogrāfijas procesa elektriskos parametrus.
Šādi piesārņotāji galvenokārt tiek noņemti, pakāpeniski samazinot to saskares laukumu ar virsmu.vafelear fizikālām vai ķīmiskām metodēm.
2. Organiskās vielas:
Organisko piemaisījumu avoti ir samērā plaši, piemēram, cilvēka ādas tauki, baktērijas, mašīnu eļļas, vakuuma tauki, fotorezisti, tīrīšanas šķīdinātāji utt.
Šādi piesārņotāji parasti veido organisku plēvi uz vafeles virsmas, lai novērstu tīrīšanas šķidruma nonākšanu uz vafeles virsmas, kā rezultātā vafeles virsma netiek pilnībā notīrīta.
Šādu piesārņotāju noņemšana bieži tiek veikta tīrīšanas procesa pirmajā posmā, galvenokārt izmantojot ķīmiskas metodes, piemēram, sērskābi un ūdeņraža peroksīdu.
3. Metāla joni:
Bieži sastopamie metālu piemaisījumi ir dzelzs, varš, alumīnijs, hroms, čuguns, titāns, nātrijs, kālijs, litijs utt. Galvenie avoti ir dažādi piederumi, caurules, ķīmiskie reaģenti un metālu piesārņojums, kas rodas, apstrādes laikā veidojoties metālu savienojumiem.
Šāda veida piemaisījumus bieži noņem ar ķīmiskām metodēm, veidojot metālu jonu kompleksus.
4. Oksīds:
Kad pusvadītājsvafelesnonākot saskarē ar skābekli un ūdeni saturošu vidi, uz virsmas veidosies dabīgs oksīda slānis. Šī oksīda plēve kavēs daudzus pusvadītāju ražošanas procesus un saturēs arī noteiktus metālu piemaisījumus. Noteiktos apstākļos tie veidos elektriskus defektus.
Šīs oksīda plēves noņemšana bieži tiek pabeigta, mērcējot atšķaidītā fluorūdeņražskābē.
Vispārējā tīrīšanas secība
Piemaisījumi, kas adsorbēti uz pusvadītāja virsmasvafelesvar iedalīt trīs veidos: molekulārajos, jonu un atomārajos.
Starp tiem molekulāro piemaisījumu adsorbcijas spēks starp plāksnītes virsmu ir vājš, un šāda veida piemaisījumu daļiņas ir samērā viegli noņemt. Tie pārsvarā ir eļļaini piemaisījumi ar hidrofobām īpašībām, kas var maskēt jonu un atomu piemaisījumus, kas piesārņo pusvadītāju plākšņu virsmu, kas neveicina šo divu veidu piemaisījumu noņemšanu. Tāpēc, ķīmiski tīrot pusvadītāju plāksnītes, vispirms jānoņem molekulārie piemaisījumi.
Tāpēc pusvadītāju vispārējā procedūravafeletīrīšanas process ir šāds:
Demolekularizācija-dejonizācija-deatomizācija-skalošana ar dejonizētu ūdeni.
Turklāt, lai noņemtu dabisko oksīda slāni no vafeles virsmas, jāpievieno atšķaidītas aminoskābes mērcēšanas solis. Tāpēc tīrīšanas ideja ir vispirms noņemt organiskos piesārņotājus no virsmas; pēc tam izšķīdināt oksīda slāni; visbeidzot noņemt daļiņas un metāla piesārņojumu un vienlaikus pasivēt virsmu.
Izplatītas tīrīšanas metodes
Pusvadītāju plākšņu tīrīšanai bieži izmanto ķīmiskās metodes.
Ķīmiskā tīrīšana attiecas uz procesu, kurā tiek izmantoti dažādi ķīmiskie reaģenti un organiskie šķīdinātāji, lai reaģētu vai izšķīdinātu piemaisījumus un eļļas traipus uz vafeļu virsmas, lai desorbētu piemaisījumus, un pēc tam noskalotu ar lielu daudzumu augstas tīrības pakāpes karsta un auksta dejonizēta ūdens, lai iegūtu tīru virsmu.
Ķīmisko tīrīšanu var iedalīt mitrajā ķīmiskajā tīrīšanā un sausajā ķīmiskajā tīrīšanā, starp kurām mitrā ķīmiskā tīrīšana joprojām ir dominējošā.
Mitrā ķīmiskā tīrīšana
1. Mitrā ķīmiskā tīrīšana:
Mitrā ķīmiskā tīrīšana galvenokārt ietver šķīduma iegremdēšanu, mehānisko beršanu, ultraskaņas tīrīšanu, megazonisko tīrīšanu, rotācijas izsmidzināšanu utt.
2. Šķīduma iegremdēšana:
Iegremdēšana šķīdumā ir virsmas piesārņojuma noņemšanas metode, iegremdējot plāksni ķīmiskā šķīdumā. Tā ir visbiežāk izmantotā metode mitrajā ķīmiskajā tīrīšanā. Dažādus šķīdumus var izmantot, lai noņemtu dažāda veida piesārņotājus no plāksnītes virsmas.
Parasti šī metode nevar pilnībā noņemt piemaisījumus no vafeles virsmas, tāpēc iegremdēšanas laikā bieži tiek izmantoti fiziski pasākumi, piemēram, karsēšana, ultraskaņa un maisīšana.
3. Mehāniskā tīrīšana:
Mehānisko beršanu bieži izmanto, lai noņemtu daļiņas vai organiskās atliekas no vafeļu virsmas. To parasti var iedalīt divās metodēs:manuāla beršana un beršana ar stikla tīrītāju.
Manuāla beršanair vienkāršākā beršanas metode. Nerūsējošā tērauda birste tiek izmantota, lai turētu bezūdens etanolā vai citos organiskajos šķīdinātājos samērcētu lodīti un viegli berzētu vafeles virsmu tajā pašā virzienā, lai noņemtu vaska plēvi, putekļus, līmes atlikumus vai citas cietas daļiņas. Šī metode viegli rada skrāpējumus un nopietnu piesārņojumu.
Tīrītājs izmanto mehānisku rotāciju, lai berzētu vafeles virsmu ar mīkstu vilnas suku vai jauktu suku. Šī metode ievērojami samazina skrāpējumus uz vafeles. Augstspiediena tīrītājs nesaskrāpēs vafeli mehāniskās berzes trūkuma dēļ un var noņemt piesārņojumu rievā.
4. Ultraskaņas tīrīšana:
Ultraskaņas tīrīšana ir tīrīšanas metode, ko plaši izmanto pusvadītāju rūpniecībā. Tās priekšrocības ir labs tīrīšanas efekts, vienkārša darbība, kā arī spēja tīrīt sarežģītas ierīces un konteinerus.
Šī tīrīšanas metode tiek veikta spēcīgu ultraskaņas viļņu iedarbībā (visbiežāk izmantotā ultraskaņas frekvence ir 20 s40 kHz), un šķidrā vidē veidosies retas un blīvas daļiņas. Retā daļa radīs gandrīz vakuuma dobuma burbuli. Kad dobuma burbulis izzūd, tā tuvumā radīsies spēcīgs lokāls spiediens, kas pārraus ķīmiskās saites molekulās un izšķīdinās piemaisījumus uz vafeļu virsmas. Ultraskaņas tīrīšana ir visefektīvākā nešķīstošu vai nešķīstošu plūsmas atlikumu noņemšanai.
5. Megasoniskā tīrīšana:
Megasonic tīrīšanai ir ne tikai ultraskaņas tīrīšanas priekšrocības, bet tā arī pārvar tās trūkumus.
Megazoniskā tīrīšana ir plākšņu tīrīšanas metode, kurā augstas enerģijas (850 kHz) frekvences vibrācijas efektu apvieno ar ķīmisko tīrīšanas līdzekļu ķīmisko reakciju. Tīrīšanas laikā šķīduma molekulas paātrina megazoniskā vilnis (maksimālais momentānais ātrums var sasniegt 30 cmVs), un ātrgaitas šķidruma vilnis nepārtraukti iedarbojas uz plāksnītes virsmu, lai pie plāksnītes virsmas pielipušie piesārņotāji un smalkās daļiņas tiktu piespiedu kārtā noņemtas un nonāktu tīrīšanas šķīdumā. Skābju virsmaktīvo vielu pievienošana tīrīšanas šķīdumam, no vienas puses, var panākt daļiņu un organisko vielu noņemšanu no pulēšanas virsmas, adsorbējot virsmaktīvās vielas; no otras puses, integrējot virsmaktīvās vielas un skābu vidi, var panākt metāla piesārņojuma noņemšanu no pulēšanas loksnes virsmas. Šī metode var vienlaikus veikt gan mehāniskās tīrīšanas, gan ķīmiskās tīrīšanas funkciju.
Pašlaik megazoniskā tīrīšanas metode ir kļuvusi par efektīvu pulēšanas loksņu tīrīšanas metodi.
6. Rotācijas izsmidzināšanas metode:
Rotācijas izsmidzināšanas metode ir metode, kurā mehāniskas metodes tiek izmantotas, lai rotētu vafeli lielā ātrumā, un rotācijas procesa laikā uz vafeles virsmas nepārtraukti izsmidzina šķidrumu (augstas tīrības pakāpes dejonizētu ūdeni vai citu tīrīšanas šķidrumu), lai noņemtu piemaisījumus no vafeles virsmas.
Šī metode izmanto vafeles virsmas piesārņojumu, lai izšķīdinātu izsmidzinātajā šķidrumā (vai ķīmiski reaģētu ar to, lai izšķīdinātu), un izmanto ātrgaitas rotācijas centrbēdzes efektu, lai šķidrums, kas satur piemaisījumus, laika gaitā atdalītos no vafeles virsmas.
Rotācijas izsmidzināšanas metodei ir ķīmiskās tīrīšanas, šķidrumu mehānikas tīrīšanas un augstspiediena beršanas priekšrocības. Vienlaikus šo metodi var apvienot arī ar žāvēšanas procesu. Pēc dejonizēta ūdens izsmidzināšanas perioda ūdens izsmidzināšana tiek pārtraukta un tiek izmantota izsmidzināšanas gāze. Vienlaikus var palielināt rotācijas ātrumu, lai palielinātu centrbēdzes spēku un ātri dehidrētu vafeles virsmu.
7.Sausā ķīmiskā tīrīšana
Ķīmiskā tīrīšana attiecas uz tīrīšanas tehnoloģiju, kurā netiek izmantoti šķīdumi.
Pašlaik izmantotās ķīmiskās tīrīšanas tehnoloģijas ietver: plazmas tīrīšanas tehnoloģiju, gāzes fāzes tīrīšanas tehnoloģiju, staru tīrīšanas tehnoloģiju utt.
Ķīmiskās tīrīšanas priekšrocības ir vienkāršs process un vides piesārņojuma neesamība, taču izmaksas ir augstas un izmantošanas apjoms pagaidām nav liels.
1. Plazmas tīrīšanas tehnoloģija:
Fotorezista noņemšanas procesā bieži izmanto plazmas tīrīšanu. Plazmas reakcijas sistēmā tiek ievadīts neliels daudzums skābekļa. Spēcīga elektriskā lauka ietekmē skābeklis ģenerē plazmu, kas ātri oksidē fotorezistoru gaistošā gāzveida stāvoklī un tiek ekstrahēts.
Šai tīrīšanas tehnoloģijai ir tādas priekšrocības kā vienkārša darbība, augsta efektivitāte, tīra virsma, skrāpējumu neesamība, un tā veicina produkta kvalitātes nodrošināšanu atdalīšanas procesā. Turklāt tajā netiek izmantotas skābes, sārmi un organiskie šķīdinātāji, un nav tādu problēmu kā atkritumu apglabāšana un vides piesārņojums. Tāpēc cilvēki to arvien vairāk novērtē. Tomēr tā nevar noņemt oglekli un citus neizgarojošus metālu vai metālu oksīdu piemaisījumus.
2. Gāzes fāzes attīrīšanas tehnoloģija:
Gāzes fāzes tīrīšana attiecas uz tīrīšanas metodi, kurā atbilstošās vielas gāzes fāzes ekvivalents šķidrā procesā mijiedarbojas ar piesārņoto vielu uz vafeļa virsmas, lai sasniegtu piemaisījumu noņemšanas mērķi.
Piemēram, CMOS procesā vafeļu tīrīšana izmanto gāzes fāzes HF un ūdens tvaiku mijiedarbību, lai noņemtu oksīdus. Parasti HF procesam, kurā ir ūdens, jānotiek kopā ar daļiņu noņemšanas procesu, savukārt gāzes fāzes HF tīrīšanas tehnoloģijas izmantošanai nav nepieciešams sekojošs daļiņu noņemšanas process.
Svarīgākās priekšrocības salīdzinājumā ar HF ūdens bāzes procesu ir daudz mazāks HF ķīmisko vielu patēriņš un augstāka tīrīšanas efektivitāte.
Laipni lūdzam visus klientus no visas pasaules apmeklēt mūs turpmākai diskusijai!
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
Publicēšanas laiks: 2024. gada 13. augusts