Niektóre substancje organiczne i nieorganiczne są wymagane do udziału w produkcji półprzewodników. Ponadto, ponieważ proces ten zawsze odbywa się w czystym pomieszczeniu z udziałem człowieka, półprzewodnikiopłatkisą nieuchronnie zanieczyszczone różnymi zanieczyszczeniami.
Biorąc pod uwagę źródło i charakter zanieczyszczeń, można je podzielić na cztery kategorie: cząstki, materię organiczną, jony metali i tlenki.
1. Cząsteczki:
Cząsteczki składają się głównie z polimerów, fotorezystów i zanieczyszczeń powstałych podczas trawienia.
Tego rodzaju zanieczyszczenia zwykle przylegają do powierzchni płytki dzięki siłom międzycząsteczkowym, wpływając na tworzenie się figur geometrycznych i parametry elektryczne procesu fotolitografii urządzenia.
Tego typu zanieczyszczenia usuwa się głównie poprzez stopniowe zmniejszanie powierzchni ich kontaktu z powierzchniąopłatekza pomocą metod fizycznych lub chemicznych.
2. Materia organiczna:
Źródła zanieczyszczeń organicznych są stosunkowo szerokie i obejmują m.in. tłuszcz ze skóry ludzkiej, bakterie, olej maszynowy, smar próżniowy, fotorezyst, rozpuszczalniki czyszczące itp.
Tego typu zanieczyszczenia tworzą zazwyczaj organiczną warstwę na powierzchni płytki, uniemożliwiając dotarcie środka czyszczącego do powierzchni płytki. W rezultacie powierzchnia płytki nie jest w pełni oczyszczona.
Usuwanie tego typu zanieczyszczeń odbywa się często na pierwszym etapie procesu czyszczenia, głównie przy użyciu metod chemicznych, takich jak kwas siarkowy i nadtlenek wodoru.
3. Jony metali:
Do powszechnych zanieczyszczeń metalami należą żelazo, miedź, aluminium, chrom, żeliwo, tytan, sód, potas, lit itp. Głównymi źródłami są różne przybory, rury, odczynniki chemiczne i zanieczyszczenia metalami powstające podczas tworzenia połączeń metalowych w trakcie przetwarzania.
Tego typu zanieczyszczenia usuwa się często metodami chemicznymi, poprzez tworzenie kompleksów jonów metali.
4. Tlenek:
Kiedy półprzewodnikopłatkisą wystawione na działanie środowiska zawierającego tlen i wodę, na powierzchni utworzy się naturalna warstwa tlenku. Ta warstwa tlenku utrudni wiele procesów w produkcji półprzewodników, a także będzie zawierać pewne zanieczyszczenia metalowe. W pewnych warunkach utworzą defekty elektryczne.
Usuwanie warstwy tlenku odbywa się często poprzez namoczenie w rozcieńczonym kwasie fluorowodorowym.
Ogólna kolejność czyszczenia
Zanieczyszczenia adsorbowane na powierzchni półprzewodnikaopłatkimożna podzielić na trzy typy: molekularne, jonowe i atomowe.
Wśród nich siła adsorpcji między zanieczyszczeniami cząsteczkowymi a powierzchnią wafla jest słaba, a ten typ cząstek zanieczyszczeń jest stosunkowo łatwy do usunięcia. Są to głównie oleiste zanieczyszczenia o właściwościach hydrofobowych, które mogą maskować zanieczyszczenia jonowe i atomowe zanieczyszczające powierzchnię wafli półprzewodnikowych, co nie sprzyja usuwaniu tych dwóch typów zanieczyszczeń. Dlatego podczas chemicznego czyszczenia wafli półprzewodnikowych należy najpierw usunąć zanieczyszczenia cząsteczkowe.
Dlatego ogólna procedura półprzewodnikowaopłatekproces czyszczenia to:
De-molekularność-dejonizacja-de-atomizacja-płukanie wodą dejonizowaną.
Ponadto, aby usunąć naturalną warstwę tlenku na powierzchni wafla, należy dodać etap moczenia rozcieńczonym aminokwasem. Dlatego idea czyszczenia polega na tym, aby najpierw usunąć zanieczyszczenia organiczne z powierzchni; następnie rozpuścić warstwę tlenku; na końcu usunąć cząstki i zanieczyszczenia metalowe i jednocześnie pasywować powierzchnię.
Popularne metody czyszczenia
Do czyszczenia płytek półprzewodnikowych często stosuje się metody chemiczne.
Czyszczenie chemiczne oznacza proces polegający na użyciu różnych odczynników chemicznych i rozpuszczalników organicznych w celu reakcji lub rozpuszczenia zanieczyszczeń i plam oleju na powierzchni płytki, co pozwala na desorbcję zanieczyszczeń, a następnie płukanie dużą ilością czystej, gorącej i zimnej, zdejonizowanej wody w celu uzyskania czystej powierzchni.
Czyszczenie chemiczne można podzielić na czyszczenie chemiczne na mokro i czyszczenie chemiczne na sucho, wśród których czyszczenie chemiczne na mokro nadal jest dominujące.
Czyszczenie chemiczne na mokro
1. Czyszczenie chemiczne na mokro:
Czyszczenie chemiczne na mokro obejmuje głównie zanurzanie w roztworze, szorowanie mechaniczne, czyszczenie ultradźwiękowe, czyszczenie megadźwiękowe, natrysk rotacyjny itp.
2. Zanurzenie w roztworze:
Zanurzenie w roztworze to metoda usuwania zanieczyszczeń powierzchniowych poprzez zanurzenie wafla w roztworze chemicznym. Jest to najczęściej stosowana metoda czyszczenia chemicznego na mokro. Do usuwania różnych rodzajów zanieczyszczeń z powierzchni wafla można stosować różne roztwory.
Zwykle metoda ta nie pozwala na całkowite usunięcie zanieczyszczeń z powierzchni płytki, dlatego podczas zanurzania często stosuje się środki fizyczne, takie jak podgrzewanie, działanie ultradźwięków i mieszanie.
3. Mycie mechaniczne:
Mechaniczne szorowanie jest często stosowane w celu usunięcia cząstek lub pozostałości organicznych z powierzchni wafla. Zasadniczo można je podzielić na dwie metody:szorowanie ręczne i szorowanie wycieraczką.
Szorowanie ręcznejest najprostszą metodą szorowania. Szczotka ze stali nierdzewnej jest używana do trzymania kulki nasączonej bezwodnym etanolem lub innymi rozpuszczalnikami organicznymi i delikatnie pociera powierzchnię wafla w tym samym kierunku, aby usunąć warstwę wosku, kurz, resztki kleju lub inne cząstki stałe. Ta metoda łatwo powoduje zarysowania i poważne zanieczyszczenia.
Wycieraczka wykorzystuje mechaniczną rotację do pocierania powierzchni wafla miękką wełnianą szczotką lub mieszaną szczotką. Ta metoda znacznie zmniejsza zarysowania na waflu. Wycieraczka wysokociśnieniowa nie porysuje wafla ze względu na brak tarcia mechanicznego i może usunąć zanieczyszczenia z rowka.
4. Czyszczenie ultradźwiękowe:
Czyszczenie ultradźwiękowe to metoda czyszczenia szeroko stosowana w przemyśle półprzewodnikowym. Jej zalety to dobry efekt czyszczenia, prosta obsługa, a także możliwość czyszczenia złożonych urządzeń i pojemników.
Ta metoda czyszczenia jest pod wpływem silnych fal ultradźwiękowych (najczęściej stosowana częstotliwość ultradźwięków to 20s40kHz), a rzadkie i gęste części będą generowane wewnątrz ciekłego medium. Rzadka część wytworzy niemal próżniową bańkę wnęki. Gdy bańka wnęki zniknie, w jej pobliżu zostanie wygenerowane silne lokalne ciśnienie, rozrywające wiązania chemiczne w cząsteczkach, aby rozpuścić zanieczyszczenia na powierzchni płytki. Czyszczenie ultradźwiękowe jest najskuteczniejsze w usuwaniu nierozpuszczalnych lub nierozpuszczalnych pozostałości topnika.
5. Czyszczenie megasoniczne:
Czyszczenie megasonicowe nie tylko łączy w sobie zalety czyszczenia ultradźwiękowego, ale także eliminuje jego wady.
Czyszczenie megasoniczne to metoda czyszczenia płytek poprzez połączenie efektu drgań o wysokiej energii (850 kHz) z reakcją chemiczną chemicznych środków czyszczących. Podczas czyszczenia cząsteczki roztworu są przyspieszane przez falę megasoniczną (maksymalna chwilowa prędkość może osiągnąć 30 cmVs), a fala płynu o dużej prędkości stale uderza w powierzchnię płytki, dzięki czemu zanieczyszczenia i drobne cząstki przytwierdzone do powierzchni płytki są siłą usuwane i przedostają się do roztworu czyszczącego. Dodanie kwaśnych środków powierzchniowo czynnych do roztworu czyszczącego z jednej strony może osiągnąć cel usuwania cząstek i materii organicznej z powierzchni polerującej poprzez adsorpcję środków powierzchniowo czynnych; z drugiej strony, poprzez integrację środków powierzchniowo czynnych i kwaśnego środowiska, może osiągnąć cel usuwania zanieczyszczeń metalicznych z powierzchni arkusza polerującego. Ta metoda może jednocześnie pełnić rolę mechanicznego wycierania i czyszczenia chemicznego.
Obecnie metoda czyszczenia megasonicznego stała się skuteczną metodą czyszczenia arkuszy polerskich.
6. Metoda natrysku rotacyjnego:
Metoda natrysku obrotowego to metoda polegająca na wykorzystaniu metod mechanicznych do obracania płytki z dużą prędkością i ciągłym natryskiwaniu cieczy (wysokiej czystości wody dejonizowanej lub innego płynu czyszczącego) na powierzchnię płytki podczas procesu obracania w celu usunięcia zanieczyszczeń z powierzchni płytki.
Metoda ta polega na rozpuszczeniu zanieczyszczeń na powierzchni płytki w rozpylonej cieczy (lub na wejściu z nimi w reakcję chemiczną w celu ich rozpuszczenia) i wykorzystaniu efektu odśrodkowego przy dużej prędkości obrotowej, aby z czasem oddzielić ciecz zawierającą zanieczyszczenia od powierzchni płytki.
Metoda natrysku obrotowego ma zalety czyszczenia chemicznego, czyszczenia mechaniki płynów i szorowania pod wysokim ciśnieniem. Jednocześnie tę metodę można również połączyć z procesem suszenia. Po okresie czyszczenia natryskiem wody dejonizowanej, natrysk wody zostaje zatrzymany i używany jest gaz natryskowy. Jednocześnie prędkość obrotowa może zostać zwiększona w celu zwiększenia siły odśrodkowej, aby szybko odwodnić powierzchnię wafla.
7.Czyszczenie chemiczne na sucho
Czyszczenie na sucho odnosi się do technologii czyszczenia, która nie wymaga stosowania roztworów.
Obecnie stosowane technologie czyszczenia na sucho obejmują: technologię czyszczenia plazmowego, technologię czyszczenia w fazie gazowej, technologię czyszczenia wiązką itp.
Zalety czyszczenia na sucho to prosty proces i brak zanieczyszczenia środowiska, ale wiąże się to z wysokimi kosztami i ograniczonym zakresem stosowania.
1. Technologia czyszczenia plazmowego:
Czyszczenie plazmowe jest często stosowane w procesie usuwania fotorezystu. Niewielka ilość tlenu jest wprowadzana do układu reakcji plazmowej. Pod wpływem silnego pola elektrycznego tlen generuje plazmę, która szybko utlenia fotorezyst do stanu lotnego gazu i jest ekstrahowana.
Ta technologia czyszczenia ma zalety łatwej obsługi, wysokiej wydajności, czystej powierzchni, bez zarysowań i sprzyja zapewnieniu jakości produktu w procesie odgumowania. Ponadto nie wykorzystuje kwasów, zasad i rozpuszczalników organicznych, a także nie ma problemów, takich jak usuwanie odpadów i zanieczyszczenie środowiska. Dlatego jest coraz bardziej ceniona przez ludzi. Jednak nie może usunąć węgla i innych nielotnych zanieczyszczeń metalicznych lub tlenków metali.
2. Technologia czyszczenia fazy gazowej:
Czyszczenie w fazie gazowej odnosi się do metody czyszczenia, w której ekwiwalent fazy gazowej odpowiedniej substancji w procesie ciekłym wchodzi w interakcję z zanieczyszczoną substancją na powierzchni płytki, co pozwala na usunięcie zanieczyszczeń.
Na przykład w procesie CMOS czyszczenie płytek wykorzystuje interakcję między fazą gazową HF i parą wodną w celu usunięcia tlenków. Zazwyczaj proces HF zawierający wodę musi być połączony z procesem usuwania cząstek, podczas gdy użycie technologii czyszczenia fazą gazową HF nie wymaga późniejszego procesu usuwania cząstek.
Najważniejszymi zaletami w porównaniu z procesem wodnym HF są znacznie mniejsze zużycie chemikaliów HF i wyższa efektywność czyszczenia.
Zapraszamy klientów z całego świata do odwiedzenia nas w celu dalszej dyskusji!
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
Czas publikacji: 13-08-2024