Unele substanțe organice și anorganice sunt necesare pentru a participa la fabricarea semiconductorilor. În plus, deoarece procesul se desfășoară întotdeauna într-o cameră curată cu participarea umană, semiconductoriinapolitanesunt inevitabil contaminate cu diverse impurități.
În funcție de sursa și natura contaminanților, aceștia pot fi împărțiți aproximativ în patru categorii: particule, materie organică, ioni metalici și oxizi.
1. Particule:
Particulele sunt în principal polimeri, fotorezistente și impurități de gravare.
Astfel de contaminanți se bazează de obicei pe forțe intermoleculare pentru a se adsorbi pe suprafața plachetei, afectând formarea figurilor geometrice și parametrii electrici ai procesului de fotolitografie al dispozitivului.
Astfel de contaminanți sunt îndepărtați în principal prin reducerea treptată a suprafeței lor de contact cu suprafața.napolitanăprin metode fizice sau chimice.
2. Materie organică:
Sursele de impurități organice sunt relativ largi, cum ar fi uleiul din pielea umană, bacteriile, uleiul de mașină, unsoarea din vid, fotorezistul, solvenții de curățare etc.
Astfel de contaminanți formează de obicei o peliculă organică pe suprafața plachetei pentru a împiedica lichidul de curățare să ajungă la suprafața acesteia, rezultând o curățare incompletă a suprafeței plachetei.
Îndepărtarea acestor contaminanți se efectuează adesea în prima etapă a procesului de curățare, folosind în principal metode chimice, cum ar fi acidul sulfuric și peroxidul de hidrogen.
3. Ioni metalici:
Impuritățile metalice comune includ fierul, cuprul, aluminiul, cromul, fonta, titanul, sodiul, potasiul, litiul etc. Principalele surse sunt diverse ustensile, țevi, reactivi chimici și poluarea metalică generată atunci când se formează interconexiuni metalice în timpul procesării.
Acest tip de impuritate este adesea îndepărtat prin metode chimice prin formarea de complexe de ioni metalici.
4. Oxid:
Când semiconductorulnapolitaneDacă sunt expuse unui mediu care conține oxigen și apă, la suprafață se va forma un strat natural de oxid. Această peliculă de oxid va împiedica multe procese din fabricarea semiconductorilor și va conține, de asemenea, anumite impurități metalice. În anumite condiții, acestea vor forma defecte electrice.
Îndepărtarea acestei pelicule de oxid se realizează adesea prin înmuierea în acid fluorhidric diluat.
Secvența generală de curățare
Impurități adsorbite pe suprafața semiconductoruluinapolitanepot fi împărțite în trei tipuri: moleculare, ionice și atomice.
Printre acestea, forța de adsorbție dintre impuritățile moleculare și suprafața napolitanei este slabă, iar acest tip de particule de impuritate este relativ ușor de îndepărtat. Acestea sunt în mare parte impurități uleioase cu caracteristici hidrofobe, care pot masca impuritățile ionice și atomice care contaminează suprafața napolitanelor semiconductoare, ceea ce nu este propice îndepărtării acestor două tipuri de impurități. Prin urmare, atunci când se curăță chimic napolitanele semiconductoare, impuritățile moleculare ar trebui îndepărtate mai întâi.
Prin urmare, procedura generală a semiconductorilornapolitanăProcesul de curățare este:
Clătire cu apă deionizată prin demolecularizare-deionizare-deatomizare.
În plus, pentru a îndepărta stratul natural de oxid de pe suprafața plachetei, este necesară adăugarea unei etape de îmbibare cu aminoacizi diluați. Prin urmare, ideea curățării este de a îndepărta mai întâi contaminarea organică de pe suprafață; apoi dizolvarea stratului de oxid; în final, îndepărtarea particulelor și a contaminării metalice și, în același timp, pasivarea suprafeței.
Metode comune de curățare
Metodele chimice sunt adesea folosite pentru curățarea napolitanelor semiconductoare.
Curățarea chimică se referă la procesul de utilizare a diferiților reactivi chimici și solvenți organici pentru a reacționa sau dizolva impuritățile și petele de ulei de pe suprafața plachetei pentru a desorbi impuritățile, apoi clătirea cu o cantitate mare de apă deionizată caldă și rece de înaltă puritate pentru a obține o suprafață curată.
Curățarea chimică poate fi împărțită în curățare chimică umedă și curățare chimică uscată, printre care curățarea chimică umedă este încă dominantă.
Curățare chimică umedă
1. Curățare chimică umedă:
Curățarea chimică umedă include în principal imersia în soluție, spălarea mecanică, curățarea cu ultrasunete, curățarea megasonică, pulverizarea rotativă etc.
2. Imersiune în soluție:
Imersia în soluție este o metodă de îndepărtare a contaminării de suprafață prin imersarea plachetei într-o soluție chimică. Este cea mai frecvent utilizată metodă în curățarea chimică umedă. Pot fi utilizate diferite soluții pentru a îndepărta diferite tipuri de contaminanți de pe suprafața plachetei.
De obicei, această metodă nu poate îndepărta complet impuritățile de pe suprafața plachetei, așa că în timpul imersiunii se utilizează adesea măsuri fizice precum încălzirea, ultrasunetele și agitarea.
3. Spălare mecanică:
Spălarea mecanică este adesea utilizată pentru a îndepărta particulele sau reziduurile organice de pe suprafața plachetei. În general, aceasta poate fi împărțită în două metode:frecare manuală și frecare cu un ștergător.
Spălare manualăeste cea mai simplă metodă de frecare. Se folosește o perie din oțel inoxidabil pentru a ține o bilă îmbibată în etanol anhidru sau alți solvenți organici și a freca ușor suprafața napolitanei în aceeași direcție pentru a îndepărta pelicula de ceară, praful, lipiciul rezidual sau alte particule solide. Această metodă poate provoca zgârieturi și poluare gravă.
Ștergătorul folosește rotația mecanică pentru a freca suprafața plachetei cu o perie moale din lână sau o perie mixtă. Această metodă reduce considerabil zgârieturile de pe plachetă. Ștergătorul de înaltă presiune nu va zgâria placheta datorită lipsei de frecare mecanică și poate îndepărta contaminarea din canelură.
4. Curățare cu ultrasunete:
Curățarea cu ultrasunete este o metodă de curățare utilizată pe scară largă în industria semiconductorilor. Avantajele sale sunt efectul bun de curățare, operarea simplă și posibilitatea de a curăța dispozitive și recipiente complexe.
Această metodă de curățare se realizează sub acțiunea unor unde ultrasonice puternice (frecvența ultrasonică utilizată în mod obișnuit este de 20s-40kHz), iar în interiorul mediului lichid se vor genera părți rare și dense. Partea rare va produce o bulă în cavitate aproape în vid. Când bula din cavitate dispare, în apropierea acesteia se va genera o presiune locală puternică, rupând legăturile chimice din molecule pentru a dizolva impuritățile de pe suprafața plachetei. Curățarea cu ultrasunete este cea mai eficientă pentru îndepărtarea reziduurilor de flux insolubile sau insolubile.
5. Curățare megasonică:
Curățarea megasonică nu numai că are avantajele curățării cu ultrasunete, dar depășește și neajunsurile acesteia.
Curățarea megasonică este o metodă de curățare a napolitanelor prin combinarea efectului de vibrație de înaltă energie (850 kHz) cu reacția chimică a agenților chimici de curățare. În timpul curățării, moleculele soluției sunt accelerate de unda megasonică (viteza maximă instantanee poate ajunge la 30 cmV/s), iar unda fluidă de mare viteză lovește continuu suprafața napolitanei, astfel încât poluanții și particulele fine atașate de suprafața napolitanei sunt îndepărtate forțat și pătrund în soluția de curățare. Adăugarea de surfactanți acizi în soluția de curățare, pe de o parte, poate atinge scopul de a îndepărta particulele și materia organică de pe suprafața de lustruit prin adsorbția surfactanților; pe de altă parte, prin integrarea surfactanților și a mediului acid, se poate atinge scopul de a îndepărta contaminarea metalică de pe suprafața foii de lustruit. Această metodă poate juca simultan rolul de ștergere mecanică și curățare chimică.
În prezent, metoda de curățare megasonică a devenit o metodă eficientă pentru curățarea foilor de lustruit.
6. Metoda de pulverizare rotativă:
Metoda de pulverizare rotativă este o metodă care utilizează metode mecanice pentru a roti placheta la viteză mare și pulverizează continuu lichid (apă deionizată de înaltă puritate sau alt lichid de curățare) pe suprafața plachetei în timpul procesului de rotație pentru a îndepărta impuritățile de pe suprafața acesteia.
Această metodă folosește contaminarea de pe suprafața plachetei pentru a se dizolva în lichidul pulverizat (sau pentru a reacționa chimic cu aceasta pentru a se dizolva) și folosește efectul centrifugal al rotației de mare viteză pentru a separa în timp lichidul care conține impurități de suprafața plachetei.
Metoda de pulverizare rotativă are avantajele curățării chimice, curățării mecanicii fluidelor și spălării la presiune înaltă. În același timp, această metodă poate fi combinată și cu procesul de uscare. După o perioadă de curățare cu pulverizare cu apă deionizată, pulverizarea cu apă este oprită și se utilizează un gaz de pulverizare. În același timp, viteza de rotație poate fi crescută pentru a crește forța centrifugă și a deshidrata rapid suprafața plachetei.
7.Curățare chimică uscată
Curățarea chimică se referă la tehnologia de curățare care nu utilizează soluții.
Tehnologiile de curățare chimică utilizate în prezent includ: tehnologia de curățare cu plasmă, tehnologia de curățare în fază gazoasă, tehnologia de curățare cu fascicul etc.
Avantajele curățării chimice sunt procesul simplu și lipsa poluării mediului, dar costul este ridicat, iar domeniul de utilizare nu este mare deocamdată.
1. Tehnologie de curățare cu plasmă:
Curățarea cu plasmă este adesea utilizată în procesul de îndepărtare a fotorezistului. O cantitate mică de oxigen este introdusă în sistemul de reacție cu plasmă. Sub acțiunea unui câmp electric puternic, oxigenul generează plasmă, care oxidează rapid fotorezistul într-o stare gazoasă volatilă și este extrasă.
Această tehnologie de curățare are avantajele unei utilizări ușoare, eficienței ridicate, suprafeței curate, lipsei zgârieturilor și contribuie la asigurarea calității produsului în procesul de degumare. În plus, nu utilizează acizi, alcali și solvenți organici și nu există probleme precum eliminarea deșeurilor și poluarea mediului. Prin urmare, este din ce în ce mai apreciată de oameni. Cu toate acestea, nu poate îndepărta carbonul și alte impurități metalice nevolatile sau oxid metalic.
2. Tehnologie de curățare în fază gazoasă:
Curățarea în fază gazoasă se referă la o metodă de curățare care utilizează echivalentul în fază gazoasă al substanței corespunzătoare din procesul lichid pentru a interacționa cu substanța contaminată de pe suprafața plachetei, în scopul de a îndepărta impuritățile.
De exemplu, în procesul CMOS, curățarea plachetelor utilizează interacțiunea dintre HF în fază gazoasă și vaporii de apă pentru a îndepărta oxizii. De obicei, procesul HF care conține apă trebuie să fie însoțit de un proces de îndepărtare a particulelor, în timp ce utilizarea tehnologiei de curățare HF în fază gazoasă nu necesită un proces ulterior de îndepărtare a particulelor.
Cele mai importante avantaje în comparație cu procesul apos HF sunt consumul mult mai mic de substanțe chimice HF și o eficiență de curățare mai mare.
Bine ați venit oricărui client din întreaga lume să ne viziteze pentru o discuție suplimentară!
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
Data publicării: 13 august 2024