Za proizvodnjo polprevodnikov so potrebne nekatere organske in anorganske snovi. Ker se postopek vedno izvaja v čisti sobi s sodelovanjem človeka, so polprevodnikioblatiso neizogibno onesnaženi z različnimi nečistočami.
Glede na vir in naravo onesnaževalcev jih lahko v grobem razdelimo v štiri kategorije: delci, organske snovi, kovinski ioni in oksidi.
1. Delci:
Delci so predvsem nekateri polimeri, fotorezisti in jedkalne nečistoče.
Takšni onesnaževalci se običajno zanašajo na medmolekularne sile, da se adsorbirajo na površino rezine, kar vpliva na nastanek geometrijskih likov in električne parametre procesa fotolitografije naprave.
Takšne onesnaževalce odstranimo predvsem s postopnim zmanjševanjem njihove stične površine s površinooblatis fizikalnimi ali kemičnimi metodami.
2. Organska snov:
Viri organskih nečistoč so relativno široki, kot so človeško olje, bakterije, strojno olje, mast za vakuumsko sesanje, fotorezist, čistilna topila itd.
Takšni onesnaževalci običajno tvorijo organski film na površini rezine, ki preprečuje, da bi čistilna tekočina dosegla površino rezine, kar povzroči nepopolno čiščenje površine rezine.
Odstranjevanje takšnih onesnaževalcev se pogosto izvaja v prvem koraku postopka čiščenja, predvsem z uporabo kemičnih metod, kot sta žveplova kislina in vodikov peroksid.
3. Kovinski ioni:
Med pogoste kovinske nečistoče spadajo železo, baker, aluminij, krom, lito železo, titan, natrij, kalij, litij itd. Glavni viri so različni pripomočki, cevi, kemični reagenti in onesnaženje s kovinami, ki nastane pri tvorbi kovinskih povezav med predelavo.
Tovrstne nečistoče se pogosto odstranijo s kemičnimi metodami z nastankom kompleksov kovinskih ionov.
4. Oksid:
Ko polprevodnikoblatiKo so izpostavljeni okolju, ki vsebuje kisik in vodo, se na površini tvori naravna oksidna plast. Ta oksidna plast ovira številne procese pri proizvodnji polprevodnikov in vsebuje tudi nekatere kovinske nečistoče. Pod določenimi pogoji bodo tvorili električne napake.
Odstranitev tega oksidnega filma se pogosto zaključi z namakanjem v razredčeni fluorovodikovi kislini.
Splošno zaporedje čiščenja
Nečistoče, adsorbirane na površini polprevodnikaoblatilahko razdelimo na tri vrste: molekularne, ionske in atomske.
Med njimi je adsorpcijska sila med molekularnimi nečistočami in površino rezine šibka, zato je tovrstne nečistoče relativno enostavno odstraniti. Večinoma gre za oljne nečistoče s hidrofobnimi lastnostmi, ki lahko maskirajo ionske in atomske nečistoče, ki onesnažujejo površino polprevodniških rezin, kar ne prispeva k odstranitvi teh dveh vrst nečistoč. Zato je treba pri kemičnem čiščenju polprevodniških rezin najprej odstraniti molekularne nečistoče.
Zato je splošni postopek polprevodnikovoblatipostopek čiščenja je naslednji:
Izpiranje z demolekularizacijo-deionizacijo-deatomizacijo-deionizirano vodo.
Poleg tega je za odstranitev naravne oksidne plasti na površini rezine treba dodati korak namakanja z razredčenimi aminokislinami. Zato je ideja čiščenja najprej odstraniti organsko onesnaženje na površini, nato raztopiti oksidno plast, na koncu odstraniti delce in kovinsko onesnaženje ter hkrati pasivirati površino.
Pogoste metode čiščenja
Za čiščenje polprevodniških rezin se pogosto uporabljajo kemične metode.
Kemično čiščenje se nanaša na postopek uporabe različnih kemičnih reagentov in organskih topil za reakcijo ali raztapljanje nečistoč in oljnih madežev na površini rezine, da se nečistoče desorbirajo, nato pa se površina spere z veliko količino vroče in hladne deionizirane vode visoke čistosti, da se doseže čista površina.
Kemično čiščenje lahko razdelimo na mokro kemično čiščenje in suho kemično čiščenje, med katerima še vedno prevladuje mokro kemično čiščenje.
Mokro kemično čiščenje
1. Mokro kemično čiščenje:
Mokro kemično čiščenje vključuje predvsem potapljanje v raztopino, mehansko drgnjenje, ultrazvočno čiščenje, megasonično čiščenje, rotacijsko brizganje itd.
2. Potopitev v raztopino:
Potopitev v raztopino je metoda odstranjevanja površinske kontaminacije s potapljanjem rezine v kemično raztopino. Je najpogosteje uporabljena metoda pri mokrem kemičnem čiščenju. Za odstranjevanje različnih vrst kontaminantov na površini rezine se lahko uporabijo različne raztopine.
Običajno ta metoda ne more popolnoma odstraniti nečistoč na površini rezine, zato se med potapljanjem pogosto uporabljajo fizikalni ukrepi, kot so segrevanje, ultrazvok in mešanje.
3. Mehansko drgnjenje:
Mehansko drgnjenje se pogosto uporablja za odstranjevanje delcev ali organskih ostankov na površini rezine. Na splošno ga lahko razdelimo na dve metodi:ročno drgnjenje in drgnjenje z brisalcem.
Ročno drgnjenjeje najpreprostejša metoda čiščenja. Krtača iz nerjavečega jekla se uporablja za držanje kroglice, namočene v brezvodnem etanolu ali drugih organskih topilih, in nežno drgnjenje površine rezine v isti smeri, da se odstrani voščena plast, prah, ostanki lepila ali drugi trdni delci. Ta metoda lahko povzroči praske in resno onesnaženje.
Brisalec uporablja mehansko vrtenje za drgnjenje površine rezine z mehko volneno krtačo ali mešano krtačo. Ta metoda močno zmanjša praske na rezini. Visokotlačni brisalec ne bo opraskal rezine zaradi pomanjkanja mehanskega trenja in lahko odstrani umazanijo v utoru.
4. Ultrazvočno čiščenje:
Ultrazvočno čiščenje je metoda čiščenja, ki se pogosto uporablja v polprevodniški industriji. Njene prednosti so dober čistilni učinek, preprosto upravljanje in čiščenje tudi kompleksnih naprav in posod.
Ta metoda čiščenja poteka pod vplivom močnih ultrazvočnih valov (običajno uporabljena ultrazvočna frekvenca je 20 s ~ 40 kHz), pri čemer se v tekočem mediju ustvarijo redki in gosti delci. Redki delci ustvarijo skoraj vakuumsko votlino. Ko votlina izgine, se v njeni bližini ustvari močan lokalni tlak, ki prekine kemične vezi v molekulah in raztopi nečistoče na površini rezine. Ultrazvočno čiščenje je najučinkovitejše za odstranjevanje netopnih ali netopnih ostankov fluksa.
5. Megasonično čiščenje:
Megasonično čiščenje nima le prednosti ultrazvočnega čiščenja, temveč tudi premaga njegove pomanjkljivosti.
Megasonično čiščenje je metoda čiščenja rezin, ki združuje učinek visokofrekvenčnih vibracij visoke energije (850 kHz) s kemično reakcijo kemičnih čistilnih sredstev. Med čiščenjem megasonični val pospešuje molekule raztopine (največja trenutna hitrost lahko doseže 30 cmV/s), visokohitrostni fluidni val pa neprekinjeno vpliva na površino rezine, tako da se onesnaževala in drobni delci, pritrjeni na površino rezine, prisilno odstranijo in vstopijo v čistilno raztopino. Z dodajanjem kislih površinsko aktivnih snovi čistilni raztopini se lahko po eni strani doseže namen odstranjevanja delcev in organskih snovi na polirni površini z adsorpcijo površinsko aktivnih snovi, po drugi strani pa se lahko z integracijo površinsko aktivnih snovi in kislega okolja doseže namen odstranjevanja kovinske kontaminacije na površini polirne plošče. Ta metoda lahko hkrati deluje kot mehansko brisanje in kemično čiščenje.
Trenutno je megasonična metoda čiščenja postala učinkovita metoda za čiščenje polirnih listov.
6. Metoda rotacijskega pršenja:
Metoda rotacijskega pršenja je metoda, ki uporablja mehanske metode za vrtenje rezine z veliko hitrostjo in med postopkom vrtenja neprekinjeno prši tekočino (visoko čista deionizirana voda ali druga čistilna tekočina) na površino rezine, da odstrani nečistoče na površini rezine.
Ta metoda uporablja kontaminacijo na površini rezine, da se raztopi v razpršeni tekočini (ali kemično reagira z njo, da se raztopi), in uporablja centrifugalni učinek vrtenja z veliko hitrostjo, da se tekočina, ki vsebuje nečistoče, sčasoma loči od površine rezine.
Metoda rotacijskega pršenja ima prednosti kemičnega čiščenja, čiščenja s tekočinsko mehaniko in čiščenja pod visokim tlakom. Hkrati se ta metoda lahko kombinira tudi s postopkom sušenja. Po obdobju čiščenja z deionizirano vodo se pršenje vode ustavi in se uporabi pršilni plin. Hkrati se lahko poveča hitrost vrtenja, da se poveča centrifugalna sila za hitro dehidracijo površine rezine.
7.Kemično čiščenje
Kemično čiščenje se nanaša na tehnologijo čiščenja, ki ne uporablja raztopin.
Trenutno uporabljene tehnologije kemičnega čiščenja vključujejo: tehnologijo plazemskega čiščenja, tehnologijo plinskofaznega čiščenja, tehnologijo žarkovnega čiščenja itd.
Prednosti kemičnega čiščenja so preprost postopek in odsotnost onesnaževanja okolja, vendar so stroški visoki in obseg uporabe zaenkrat ni velik.
1. Tehnologija čiščenja s plazmo:
Plazemsko čiščenje se pogosto uporablja v postopku odstranjevanja fotorezista. V plazemski reakcijski sistem se vnese majhna količina kisika. Pod vplivom močnega električnega polja kisik ustvari plazmo, ki fotorezist hitro oksidira v hlapno plinasto stanje in se nato izloči.
Ta tehnologija čiščenja ima prednosti enostavnega delovanja, visoke učinkovitosti, čiste površine, brez prask in prispeva k zagotavljanju kakovosti izdelka v procesu odstranjevanja gumija. Poleg tega ne uporablja kislin, alkalij in organskih topil ter ne povzroča težav, kot sta odlaganje odpadkov in onesnaževanje okolja. Zato jo ljudje vse bolj cenijo. Vendar pa ne more odstraniti ogljika in drugih nehlapnih kovinskih ali kovinskih oksidnih nečistoč.
2. Tehnologija čiščenja v plinski fazi:
Čiščenje s plinsko fazo se nanaša na metodo čiščenja, pri kateri se plinskofazni ekvivalent ustrezne snovi v tekočem postopku uporabi za interakcijo s kontaminirano snovjo na površini rezine, da se doseže namen odstranjevanja nečistoč.
Na primer, pri CMOS postopku čiščenje rezin uporablja interakcijo med plinskofaznim HF in vodno paro za odstranjevanje oksidov. Običajno mora postopek HF, ki vsebuje vodo, spremljati postopek odstranjevanja delcev, medtem ko uporaba tehnologije čiščenja s plinskofaznim HF ne zahteva naknadnega postopka odstranjevanja delcev.
Najpomembnejši prednosti v primerjavi z vodnim HF postopkom sta veliko manjša poraba HF kemikalij in večja učinkovitost čiščenja.
Vljudno vabljeni k sodelovanju vse stranke z vsega sveta, da nas obiščejo za nadaljnjo razpravo!
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
Čas objave: 13. avg. 2024