Sesetengah bahan organik dan bukan organik diperlukan untuk terlibat dalam pembuatan semikonduktor. Di samping itu, memandangkan proses ini sentiasa dijalankan di dalam bilik bersih dengan penyertaan manusia, semikonduktorwaferpasti tercemar oleh pelbagai kekotoran.
Mengikut sumber dan sifat bahan cemar, ia boleh dibahagikan kepada empat kategori: zarah, bahan organik, ion logam dan oksida.
1. Zarah:
Zarah-zarah terutamanya terdiri daripada beberapa polimer, fotoresis dan bendasing etsa.
Bahan cemar sedemikian biasanya bergantung pada daya antara molekul untuk menyerap pada permukaan wafer, yang mempengaruhi pembentukan bentuk geometri dan parameter elektrik proses fotolitografi peranti.
Bahan cemar sedemikian terutamanya disingkirkan dengan mengurangkan luas sentuhannya dengan permukaan secara beransur-ansurwafermelalui kaedah fizikal atau kimia.
2. Bahan organik:
Sumber bendasing organik agak luas, seperti minyak kulit manusia, bakteria, minyak mesin, gris vakum, fotoresis, pelarut pembersih, dan sebagainya.
Bahan cemar sedemikian biasanya membentuk filem organik pada permukaan wafer untuk mengelakkan cecair pembersih daripada sampai ke permukaan wafer, mengakibatkan pembersihan permukaan wafer yang tidak lengkap.
Penyingkiran bahan cemar sedemikian sering dilakukan pada langkah pertama proses pembersihan, terutamanya menggunakan kaedah kimia seperti asid sulfurik dan hidrogen peroksida.
3. Ion logam:
Bendasing logam yang biasa ditemui termasuk besi, kuprum, aluminium, kromium, besi tuang, titanium, natrium, kalium, litium, dan sebagainya. Sumber utamanya ialah pelbagai peralatan, paip, reagen kimia dan pencemaran logam yang dihasilkan apabila sambungan logam terbentuk semasa pemprosesan.
Jenis bendasing ini sering disingkirkan melalui kaedah kimia melalui pembentukan kompleks ion logam.
4. Oksida:
Apabila semikonduktorwaferJika terdedah kepada persekitaran yang mengandungi oksigen dan air, lapisan oksida semula jadi akan terbentuk di permukaannya. Filem oksida ini akan menghalang banyak proses dalam pembuatan semikonduktor dan juga mengandungi bendasing logam tertentu. Di bawah keadaan tertentu, ia akan membentuk kecacatan elektrik.
Penyingkiran filem oksida ini selalunya diselesaikan dengan merendam dalam asid hidrofluorik cair.
Urutan pembersihan umum
Bendasing yang terserap pada permukaan semikonduktorwaferboleh dibahagikan kepada tiga jenis: molekul, ionik dan atom.
Antaranya, daya penjerapan antara bendasing molekul dan permukaan wafer adalah lemah, dan zarah bendasing jenis ini agak mudah disingkirkan. Kebanyakannya adalah bendasing berminyak dengan ciri hidrofobik, yang boleh memberikan penutup untuk bendasing ionik dan atom yang mencemari permukaan wafer semikonduktor, yang tidak kondusif untuk penyingkiran kedua-dua jenis bendasing ini. Oleh itu, apabila membersihkan wafer semikonduktor secara kimia, bendasing molekul harus disingkirkan terlebih dahulu.
Oleh itu, prosedur umum semikonduktorwaferproses pembersihan adalah:
Penyahmolekulisasi-penyahionan-penyahatomisasi-pembilasan air tenyahion.
Di samping itu, untuk menghilangkan lapisan oksida semula jadi pada permukaan wafer, langkah perendaman asid amino cair perlu ditambah. Oleh itu, idea pembersihan adalah untuk membuang pencemaran organik pada permukaan terlebih dahulu; kemudian melarutkan lapisan oksida; akhirnya membuang zarah dan pencemaran logam, dan memasifkan permukaan pada masa yang sama.
Kaedah pembersihan biasa
Kaedah kimia sering digunakan untuk membersihkan wafer semikonduktor.
Pembersihan kimia merujuk kepada proses menggunakan pelbagai reagen kimia dan pelarut organik untuk bertindak balas atau melarutkan kekotoran dan kesan minyak pada permukaan wafer untuk menyerap kekotoran, dan kemudian bilas dengan sejumlah besar air deionisasi panas dan sejuk berketulenan tinggi untuk mendapatkan permukaan yang bersih.
Pembersihan kimia boleh dibahagikan kepada pembersihan kimia basah dan pembersihan kimia kering, antaranya pembersihan kimia basah masih dominan.
Pembersihan kimia basah
1. Pembersihan kimia basah:
Pembersihan kimia basah terutamanya merangkumi rendaman larutan, penyentalan mekanikal, pembersihan ultrasonik, pembersihan megasonik, penyemburan berputar, dan sebagainya.
2. Rendaman larutan:
Rendaman larutan merupakan kaedah untuk menghilangkan pencemaran permukaan dengan merendam wafer dalam larutan kimia. Ia merupakan kaedah yang paling biasa digunakan dalam pembersihan kimia basah. Pelbagai larutan boleh digunakan untuk menghilangkan pelbagai jenis bahan cemar pada permukaan wafer.
Biasanya, kaedah ini tidak dapat menghilangkan sepenuhnya kekotoran pada permukaan wafer, jadi langkah fizikal seperti pemanasan, ultrasound dan pengadukan sering digunakan semasa merendam.
3. Penggosokan mekanikal:
Penggosokan mekanikal sering digunakan untuk membuang zarah atau sisa organik pada permukaan wafer. Ia secara amnya boleh dibahagikan kepada dua kaedah:menggosok dan menyental secara manual dengan pengelap.
Menggosok secara manualadalah kaedah penggosokan yang paling mudah. Berus keluli tahan karat digunakan untuk memegang bola yang direndam dalam etanol kontang atau pelarut organik lain dan menggosok permukaan wafer dengan lembut ke arah yang sama untuk menanggalkan filem lilin, habuk, gam sisa atau zarah pepejal lain. Kaedah ini mudah menyebabkan calar dan pencemaran yang serius.
Pengelap menggunakan putaran mekanikal untuk menggosok permukaan wafer dengan berus bulu lembut atau berus campuran. Kaedah ini dapat mengurangkan calar pada wafer dengan ketara. Pengelap tekanan tinggi tidak akan menggaru wafer kerana kekurangan geseran mekanikal, dan boleh menghilangkan pencemaran di alur.
4. Pembersihan ultrasonik:
Pembersihan ultrasonik merupakan kaedah pembersihan yang digunakan secara meluas dalam industri semikonduktor. Kelebihannya ialah kesan pembersihan yang baik, operasi yang mudah, dan juga boleh membersihkan peranti dan bekas yang kompleks.
Kaedah pembersihan ini berada di bawah tindakan gelombang ultrasonik yang kuat (frekuensi ultrasonik yang biasa digunakan ialah 20s40kHz), dan bahagian yang jarang dan padat akan dihasilkan di dalam medium cecair. Bahagian yang jarang akan menghasilkan gelembung rongga yang hampir vakum. Apabila gelembung rongga hilang, tekanan tempatan yang kuat akan dihasilkan berhampirannya, memutuskan ikatan kimia dalam molekul untuk melarutkan bendasing pada permukaan wafer. Pembersihan ultrasonik paling berkesan untuk membuang sisa fluks yang tidak larut atau tidak larut.
5. Pembersihan megasonik:
Pembersihan megasonik bukan sahaja mempunyai kelebihan pembersihan ultrasonik, tetapi juga mengatasi kekurangannya.
Pembersihan megasonik ialah kaedah pembersihan wafer dengan menggabungkan kesan getaran frekuensi bertenaga tinggi (850kHz) dengan tindak balas kimia agen pembersih kimia. Semasa pembersihan, molekul larutan dipercepatkan oleh gelombang megasonik (kelajuan serta-merta maksimum boleh mencapai 30cmVs), dan gelombang bendalir berkelajuan tinggi memberi kesan berterusan kepada permukaan wafer, supaya bahan pencemar dan zarah halus yang melekat pada permukaan wafer dikeluarkan secara paksa dan memasuki larutan pembersih. Menambah surfaktan berasid ke dalam larutan pembersih, di satu pihak, boleh mencapai tujuan untuk membuang zarah dan bahan organik pada permukaan penggilap melalui penjerapan surfaktan; di pihak lain, melalui penyepaduan surfaktan dan persekitaran berasid, ia boleh mencapai tujuan untuk membuang pencemaran logam pada permukaan lembaran penggilap. Kaedah ini secara serentak boleh memainkan peranan mengelap mekanikal dan pembersihan kimia.
Pada masa ini, kaedah pembersihan megasonik telah menjadi kaedah yang berkesan untuk membersihkan kepingan penggilap.
6. Kaedah semburan putar:
Kaedah semburan berputar ialah kaedah yang menggunakan kaedah mekanikal untuk memutarkan wafer pada kelajuan tinggi, dan menyemburkan cecair (air deionisasi berketulenan tinggi atau cecair pembersih lain) secara berterusan pada permukaan wafer semasa proses putaran untuk menghilangkan kekotoran pada permukaan wafer.
Kaedah ini menggunakan pencemaran pada permukaan wafer untuk larut dalam cecair yang disembur (atau bertindak balas secara kimia dengannya untuk larut), dan menggunakan kesan emparan putaran berkelajuan tinggi untuk menjadikan cecair yang mengandungi bendasing terpisah dari permukaan wafer dari semasa ke semasa.
Kaedah semburan putar mempunyai kelebihan pembersihan kimia, pembersihan mekanik bendalir dan penyentalan tekanan tinggi. Pada masa yang sama, kaedah ini juga boleh digabungkan dengan proses pengeringan. Selepas tempoh pembersihan semburan air ternyahion, semburan air dihentikan dan gas semburan digunakan. Pada masa yang sama, kelajuan putaran boleh ditingkatkan untuk meningkatkan daya emparan bagi mengeringkan permukaan wafer dengan cepat.
7.Pembersihan kimia kering
Cucian kering merujuk kepada teknologi pembersihan yang tidak menggunakan larutan.
Teknologi cucian kering yang digunakan pada masa ini termasuk: teknologi pembersihan plasma, teknologi pembersihan fasa gas, teknologi pembersihan rasuk, dan sebagainya.
Kelebihan cucian kering adalah prosesnya yang mudah dan tiada pencemaran alam sekitar, tetapi kosnya tinggi dan skop penggunaannya tidak besar buat masa ini.
1. Teknologi pembersihan plasma:
Pembersihan plasma sering digunakan dalam proses penyingkiran fotoresis. Sedikit oksigen dimasukkan ke dalam sistem tindak balas plasma. Di bawah tindakan medan elektrik yang kuat, oksigen menghasilkan plasma, yang dengan cepat mengoksidakan fotoresis ke dalam keadaan gas yang meruap dan diekstrak.
Teknologi pembersihan ini mempunyai kelebihan operasi yang mudah, kecekapan tinggi, permukaan yang bersih, tiada calar, dan kondusif untuk memastikan kualiti produk dalam proses penyahgulaman. Selain itu, ia tidak menggunakan asid, alkali dan pelarut organik, dan tiada masalah seperti pembuangan sisa dan pencemaran alam sekitar. Oleh itu, ia semakin dihargai oleh orang ramai. Walau bagaimanapun, ia tidak dapat menyingkirkan karbon dan kekotoran logam atau oksida logam yang tidak meruap yang lain.
2. Teknologi pembersihan fasa gas:
Pembersihan fasa gas merujuk kepada kaedah pembersihan yang menggunakan setara fasa gas bagi bahan yang sepadan dalam proses cecair untuk berinteraksi dengan bahan yang tercemar pada permukaan wafer bagi mencapai tujuan membuang kekotoran.
Contohnya, dalam proses CMOS, pembersihan wafer menggunakan interaksi antara fasa gas HF dan wap air untuk menyingkirkan oksida. Biasanya, proses HF yang mengandungi air mesti disertai dengan proses penyingkiran zarah, manakala penggunaan teknologi pembersihan fasa gas HF tidak memerlukan proses penyingkiran zarah berikutnya.
Kelebihan yang paling penting berbanding proses HF akueus ialah penggunaan bahan kimia HF yang jauh lebih kecil dan kecekapan pembersihan yang lebih tinggi.
Mengalu-alukan mana-mana pelanggan dari seluruh dunia untuk melawat kami untuk perbincangan lanjut!
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
Masa siaran: 13 Ogos 2024