Для производства полупроводников требуются некоторые органические и неорганические вещества. Кроме того, поскольку процесс всегда осуществляется в чистой комнате с участием человека, полупроводникивафлинеизбежно загрязняются различными примесями.
По источнику и природе загрязняющих веществ их можно условно разделить на четыре категории: частицы, органические вещества, ионы металлов и оксиды.
1. Частицы:
Частицы в основном представляют собой некоторые полимеры, фоторезисты и примеси травления.
Такие загрязняющие вещества обычно адсорбируются на поверхности пластины за счет межмолекулярных сил, влияя на формирование геометрических фигур и электрические параметры процесса фотолитографии устройства.
Такие загрязнения в основном удаляются путем постепенного уменьшения площади их контакта с поверхностьювафляфизическими или химическими методами.
2. Органическое вещество:
Источники органических примесей относительно широки: это кожный жир человека, бактерии, машинное масло, вакуумная смазка, фоторезист, чистящие растворители и т. д.
Такие загрязнения обычно образуют органическую пленку на поверхности пластины, которая препятствует попаданию чистящей жидкости на поверхность пластины, что приводит к неполной очистке поверхности пластины.
Удаление таких загрязнений часто осуществляется на первом этапе процесса очистки, в основном с использованием химических методов, таких как серная кислота и перекись водорода.
3. Ионы металлов:
К распространенным металлическим примесям относятся железо, медь, алюминий, хром, чугун, титан, натрий, калий, литий и т. д. Основными источниками являются различная утварь, трубы, химические реагенты, а также металлические загрязнения, образующиеся при образовании металлических соединений в процессе обработки.
Этот тип примесей часто удаляется химическими методами путем образования комплексов ионов металлов.
4. Оксид:
Когда полупроводниквафлиподвергаются воздействию среды, содержащей кислород и воду, на поверхности образуется естественный оксидный слой. Эта оксидная пленка будет препятствовать многим процессам в производстве полупроводников, а также содержать некоторые металлические примеси. При определенных условиях они будут образовывать электрические дефекты.
Удаление этой оксидной пленки часто завершается замачиванием в разбавленной плавиковой кислоте.
Последовательность генеральной уборки
Примеси, адсорбированные на поверхности полупроводникавафлиможно разделить на три типа: молекулярные, ионные и атомарные.
Среди них адсорбционная сила между молекулярными примесями и поверхностью пластины слабая, и этот тип примесных частиц относительно легко удалить. В основном это маслянистые примеси с гидрофобными характеристиками, которые могут обеспечить маскировку для ионных и атомных примесей, загрязняющих поверхность полупроводниковых пластин, что не способствует удалению этих двух типов примесей. Поэтому при химической очистке полупроводниковых пластин молекулярные примеси следует удалять в первую очередь.
Поэтому общая процедура полупроводниковвафляПроцесс очистки:
Демолекуляризация-деионизация-деатомизация-промывка деионизированной водой.
Кроме того, для удаления естественного оксидного слоя с поверхности пластины необходимо добавить этап замачивания разбавленной аминокислотой. Таким образом, идея очистки заключается в том, чтобы сначала удалить органические загрязнения с поверхности; затем растворить оксидный слой; наконец, удалить частицы и металлические загрязнения и одновременно пассивировать поверхность.
Распространенные методы очистки
Для очистки полупроводниковых пластин часто используются химические методы.
Химическая очистка представляет собой процесс использования различных химических реагентов и органических растворителей для реагирования или растворения примесей и масляных пятен на поверхности пластины с целью десорбции примесей, а затем промывания большим количеством высокочистой горячей и холодной деионизированной воды для получения чистой поверхности.
Химическую очистку можно разделить на влажную химическую очистку и сухую химическую очистку, среди которых влажная химическая очистка по-прежнему доминирует.
Влажная химическая очистка
1. Влажная химическая чистка:
Влажная химическая очистка в основном включает погружение в раствор, механическую очистку, ультразвуковую очистку, мегазвуковую очистку, роторное распыление и т. д.
2. Погружение в раствор:
Погружение в раствор — это метод удаления поверхностных загрязнений путем погружения пластины в химический раствор. Это наиболее часто используемый метод влажной химической очистки. Для удаления различных типов загрязнений с поверхности пластины можно использовать различные растворы.
Обычно этот метод не позволяет полностью удалить загрязнения с поверхности пластины, поэтому при погружении часто применяют физические меры, такие как нагрев, ультразвук и перемешивание.
3. Механическая очистка:
Механическая очистка часто используется для удаления частиц или органических остатков с поверхности пластины. Ее можно разделить на два метода:ручная чистка и чистка дворником.
Ручная очистка- самый простой метод чистки. Щетка из нержавеющей стали используется для удерживания шарика, смоченного в безводном этаноле или других органических растворителях, и осторожно протирает поверхность пластины в одном направлении, чтобы удалить восковую пленку, пыль, остатки клея или другие твердые частицы. Этот метод легко может привести к царапинам и серьезным загрязнениям.
В очистителе используется механическое вращение для протирания поверхности пластины мягкой шерстяной щеткой или смешанной щеткой. Этот метод значительно уменьшает царапины на пластине. Высоконапорный очиститель не царапает пластину из-за отсутствия механического трения и может удалить загрязнения в канавке.
4. Ультразвуковая чистка:
Ультразвуковая очистка — метод очистки, широко используемый в полупроводниковой промышленности. Его преимуществами являются хороший эффект очистки, простота эксплуатации, а также возможность очистки сложных устройств и контейнеров.
Этот метод очистки осуществляется под воздействием сильных ультразвуковых волн (обычно используемая частота ультразвука составляет 20-40 кГц), и внутри жидкой среды будут образовываться разреженные и плотные части. Разреженная часть будет образовывать почти вакуумный пузырь полости. Когда пузырь полости исчезнет, вблизи него будет образовываться сильное локальное давление, разрушающее химические связи в молекулах для растворения примесей на поверхности пластины. Ультразвуковая очистка наиболее эффективна для удаления нерастворимых или нерастворимых остатков флюса.
5. Мегазвуковая очистка:
Мегазвуковая очистка не только обладает преимуществами ультразвуковой очистки, но и лишена ее недостатков.
Мегазвуковая очистка — это метод очистки пластин путем объединения эффекта вибрации высокой энергии (850 кГц) с химической реакцией химических чистящих средств. Во время очистки молекулы раствора ускоряются мегазвуковой волной (максимальная мгновенная скорость может достигать 30 смВс), а высокоскоростная волна жидкости непрерывно воздействует на поверхность пластины, так что загрязняющие вещества и мелкие частицы, прикрепленные к поверхности пластины, принудительно удаляются и попадают в чистящий раствор. Добавление кислотных поверхностно-активных веществ в чистящий раствор, с одной стороны, может достичь цели удаления частиц и органических веществ на полируемой поверхности посредством адсорбции поверхностно-активных веществ; с другой стороны, посредством интеграции поверхностно-активных веществ и кислотной среды, он может достичь цели удаления металлических загрязнений на поверхности полирующего листа. Этот метод может одновременно играть роль механической очистки и химической очистки.
В настоящее время эффективным методом очистки полировальных листов стал метод мегазвуковой очистки.
6. Метод роторного распыления:
Метод ротационного распыления представляет собой метод, при котором используются механические методы вращения пластины с высокой скоростью и непрерывное распыление жидкости (высокочистой деионизированной воды или другой очищающей жидкости) на поверхность пластины во время процесса вращения для удаления загрязнений с поверхности пластины.
В этом методе загрязнения на поверхности пластины растворяются в распыляемой жидкости (или вступают с ней в химическую реакцию для растворения), а центробежный эффект высокоскоростного вращения позволяет со временем отделить жидкость, содержащую примеси, от поверхности пластины.
Метод ротационного распыления имеет преимущества химической очистки, очистки механики жидкости и очистки под высоким давлением. В то же время этот метод также может быть объединен с процессом сушки. После периода очистки распылением деионизированной воды распыление воды прекращается и используется распыляющий газ. В то же время скорость вращения может быть увеличена для увеличения центробежной силы для быстрого обезвоживания поверхности пластины.
7.Сухая химическая чистка
Химчистка относится к технологии чистки, не предполагающей использования растворов.
В настоящее время используются следующие технологии химической чистки: плазменная технология очистки, газофазная технология очистки, лучевая технология очистки и т. д.
Преимуществами химчистки являются простота процесса и отсутствие загрязнения окружающей среды, однако ее стоимость высока, а сфера применения на данный момент невелика.
1. Технология плазменной очистки:
Плазменная очистка часто используется в процессе удаления фоторезиста. Небольшое количество кислорода вводится в систему плазменной реакции. Под действием сильного электрического поля кислород генерирует плазму, которая быстро окисляет фоторезист до состояния летучего газа и извлекается.
Эта технология очистки имеет преимущества простоты эксплуатации, высокой эффективности, чистой поверхности, отсутствия царапин и способствует обеспечению качества продукта в процессе дегуммирования. Более того, она не использует кислоты, щелочи и органические растворители, и не возникает таких проблем, как утилизация отходов и загрязнение окружающей среды. Поэтому она все больше ценится людьми. Однако она не может удалить углерод и другие нелетучие металлические или оксидные примеси.
2. Технология газофазной очистки:
Газофазная очистка относится к методу очистки, при котором газофазный эквивалент соответствующего вещества в жидком процессе взаимодействует с загрязненным веществом на поверхности пластины для достижения цели удаления примесей.
Например, в процессе CMOS очистка пластин использует взаимодействие между газовой фазой HF и водяным паром для удаления оксидов. Обычно процесс HF, содержащий воду, должен сопровождаться процессом удаления частиц, в то время как использование технологии очистки газовой фазы HF не требует последующего процесса удаления частиц.
Наиболее важными преимуществами по сравнению с водным процессом HF являются гораздо меньший расход химикатов HF и более высокая эффективность очистки.
Приглашаем клиентов со всего мира посетить нас для дальнейшего обсуждения!
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
Время публикации: 13-авг-2024