Для участі у виробництві напівпровідників необхідні деякі органічні та неорганічні речовини. Крім того, оскільки процес завжди здійснюється в чистому приміщенні за участю людини, напівпровідниквафлінеминуче забруднюються різними домішками.
Залежно від джерела та природи забруднюючих речовин, їх можна умовно розділити на чотири категорії: частинки, органічні речовини, іони металів та оксиди.
1. Частинки:
Частинки в основному складаються з деяких полімерів, фоторезистів та домішок травлення.
Такі забруднювачі зазвичай покладаються на міжмолекулярні сили для адсорбції на поверхні пластини, впливаючи на формування геометричних фігур та електричні параметри процесу фотолітографії пристрою.
Такі забруднювачі видаляються переважно шляхом поступового зменшення їхньої площі контакту з поверхнеювафляза допомогою фізичних або хімічних методів.
2. Органічна речовина:
Джерела органічних домішок досить різноманітні, такі як шкіряний жир, бактерії, машинне масло, вакуумне мастило, фоторезист, миючі розчинники тощо.
Такі забруднювачі зазвичай утворюють органічну плівку на поверхні пластини, щоб запобігти потраплянню очищувальної рідини на поверхню пластини, що призводить до неповного очищення поверхні пластини.
Видалення таких забруднюючих речовин часто здійснюється на першому етапі процесу очищення, переважно за допомогою хімічних методів, таких як сірчана кислота та перекис водню.
3. Іони металів:
До поширених металевих домішок належать залізо, мідь, алюміній, хром, чавун, титан, натрій, калій, літій тощо. Основними джерелами є різний посуд, труби, хімічні реагенти та забруднення металами, що утворюються під час формування металевих з'єднань під час обробки.
Цей тип домішок часто видаляється хімічними методами шляхом утворення комплексів з іонами металів.
4. Оксид:
Коли напівпровідниквафліпіддаються впливу середовища, що містить кисень і воду, на поверхні утворюється природний оксидний шар. Ця оксидна плівка перешкоджатиме багатьом процесам у виробництві напівпровідників, а також містить певні металеві домішки. За певних умов вони утворюватимуть електричні дефекти.
Видалення цієї оксидної плівки часто завершується замочуванням у розведеній плавиковій кислоті.
Послідовність загального прибирання
Домішки, адсорбовані на поверхні напівпровідникавафліможна розділити на три типи: молекулярні, іонні та атомні.
Серед них адсорбційна сила між молекулярними домішками та поверхнею пластини слабка, і цей тип домішкових частинок відносно легко видалити. Здебільшого це маслянисті домішки з гідрофобними характеристиками, які можуть маскувати іонні та атомні домішки, що забруднюють поверхню напівпровідникових пластин, що не сприяє видаленню цих двох типів домішок. Тому під час хімічного очищення напівпровідникових пластин спочатку слід видалити молекулярні домішки.
Отже, загальна процедура напівпровідниковихвафляпроцес очищення такий:
Демолекулярна деіонізація-деатомізація-промивання деіонізованою водою.
Крім того, для видалення природного оксидного шару на поверхні пластини необхідно додати етап замочування розведеними амінокислотами. Тому ідея очищення полягає в тому, щоб спочатку видалити органічні забруднення на поверхні, потім розчинити оксидний шар, нарешті видалити частинки та металеві забруднення та одночасно пасивувати поверхню.
Поширені методи очищення
Для очищення напівпровідникових пластин часто використовуються хімічні методи.
Хімічне очищення – це процес використання різних хімічних реагентів та органічних розчинників для реакції або розчинення домішок та масляних плям на поверхні пластини для десорбції домішок, а потім промивання великою кількістю високочистої гарячої та холодної деіонізованої води для отримання чистої поверхні.
Хімічне очищення можна розділити на вологе хімічне очищення та сухе хімічне очищення, серед яких вологе хімічне очищення все ще домінує.
Вологе хімічне очищення
1. Вологе хімічне очищення:
Вологе хімічне очищення в основному включає занурення в розчин, механічне очищення, ультразвукове очищення, мегазвукове очищення, роторне розпилення тощо.
2. Занурення в розчин:
Занурення в розчин – це метод видалення поверхневих забруднень шляхом занурення пластини в хімічний розчин. Це найпоширеніший метод вологого хімічного очищення. Для видалення різних типів забруднень на поверхні пластини можна використовувати різні розчини.
Зазвичай цей метод не може повністю видалити домішки на поверхні пластини, тому під час занурення часто використовуються фізичні заходи, такі як нагрівання, ультразвук та перемішування.
3. Механічне очищення:
Механічне очищення часто використовується для видалення частинок або органічних залишків на поверхні пластини. Його можна умовно розділити на два методи:ручне чищення та чищення склоочисником.
Ручне чищення– це найпростіший метод очищення. Щітка з нержавіючої сталі використовується для того, щоб утримувати кульку, змочену в безводному етанолі або інших органічних розчинниках, і обережно терти поверхню пластини в тому ж напрямку, щоб видалити воскову плівку, пил, залишки клею або інші тверді частинки. Цей метод легко може спричинити подряпини та серйозне забруднення.
Склоочисник використовує механічне обертання для протирання поверхні пластини м’якою вовняною щіткою або щіткою змішаного типу. Цей метод значно зменшує подряпини на пластині. Склоочисник високого тиску не дряпає пластину через відсутність механічного тертя та може видалити забруднення в пазу.
4. Ультразвукове очищення:
Ультразвукове очищення – це метод очищення, який широко використовується в напівпровідниковій промисловості. Його перевагами є хороший ефект очищення, простота експлуатації, а також можливість очищення складних пристроїв та контейнерів.
Цей метод очищення здійснюється під дією сильних ультразвукових хвиль (зазвичай використовується ультразвукова частота 20 с⁻²⁴ кГц), в результаті чого всередині рідкого середовища утворюються розріджені та щільні частинки. Розріджена частина утворює майже вакуумну порожнину-бульбашку. Коли порожнина-бульбашка зникає, поблизу неї створюється сильний локальний тиск, що руйнує хімічні зв'язки в молекулах та розчиняє домішки на поверхні пластини. Ультразвукове очищення є найефективнішим для видалення нерозчинних або нерозчинних залишків флюсу.
5. Мегазвукове очищення:
Мегасонічне очищення не тільки має переваги ультразвукового очищення, але й долає його недоліки.
Мегазвукове очищення – це метод очищення пластин, що поєднує ефект високоенергетичної вібрації (850 кГц) з хімічною реакцією хімічних мийних засобів. Під час очищення молекули розчину прискорюються мегазвуковою хвилею (максимальна миттєва швидкість може досягати 30 смВ/с), і високошвидкісна рідинна хвиля безперервно впливає на поверхню пластини, в результаті чого забруднювачі та дрібні частинки, що прикріпилися до поверхні пластини, примусово видаляються та потрапляють у мийний розчин. Додавання кислотних поверхнево-активних речовин до мийного розчину, з одного боку, може досягти мети видалення частинок та органічних речовин з полірувальної поверхні шляхом адсорбції поверхнево-активних речовин; з іншого боку, завдяки інтеграції поверхнево-активних речовин та кислого середовища, це може досягти мети видалення металевих забруднень з поверхні полірувального листа. Цей метод може одночасно виконувати роль механічного протирання та хімічного очищення.
Наразі мегазвуковий метод очищення став ефективним методом очищення полірувальних листів.
6. Метод роторного розпилення:
Метод роторного розпилення – це метод, який використовує механічні методи для обертання пластини з високою швидкістю та безперервно розпилює рідину (високочисту деіонізовану воду або іншу очищувальну рідину) на поверхню пластини під час процесу обертання для видалення домішок на поверхні пластини.
Цей метод використовує забруднення на поверхні пластини для розчинення в розпиленій рідині (або хімічної реакції з нею для розчинення), а також використовує відцентровий ефект високошвидкісного обертання, щоб рідина, що містить домішки, з часом відокремилася від поверхні пластини.
Метод роторного розпилення має переваги хімічного очищення, очищення гідромеханікою та очищення під високим тиском. Водночас цей метод також можна поєднувати з процесом сушіння. Після періоду очищення розпиленням деіонізованої води розпилення води зупиняється та використовується розпилювальний газ. Одночасно швидкість обертання можна збільшити, щоб збільшити відцентрову силу та швидко зневоднити поверхню пластини.
7.Хімічна чистка (хімсуха)
Хімчистка – це технологія чищення, яка не використовує розчини.
Технології хімічного очищення, що використовуються в даний час, включають: технологію плазмового очищення, технологію газофазного очищення, технологію променевого очищення тощо.
Перевагами хімчистки є простота процесу та відсутність забруднення навколишнього середовища, але вартість висока, а сфера використання наразі невелика.
1. Технологія плазмового очищення:
Плазмове очищення часто використовується в процесі видалення фоторезисту. У плазмову реакційну систему вводиться невелика кількість кисню. Під дією сильного електричного поля кисень генерує плазму, яка швидко окислює фоторезист до летючого газоподібного стану та екстрагується.
Ця технологія очищення має такі переваги, як простота експлуатації, висока ефективність, чиста поверхня, відсутність подряпин, а також сприяє забезпеченню якості продукції в процесі дегумування. Крім того, вона не використовує кислоти, луги та органічні розчинники, і не створює таких проблем, як утилізація відходів та забруднення навколишнього середовища. Тому вона все більше цінується людьми. Однак вона не може видаляти вуглець та інші нелеткі металеві домішки або оксиди металів.
2. Технологія газофазного очищення:
Газофазне очищення стосується методу очищення, який використовує газовий еквівалент відповідної речовини в рідкому процесі для взаємодії із забрудненою речовиною на поверхні пластини для досягнення мети видалення домішок.
Наприклад, у процесі CMOS очищення пластини використовує взаємодію між газовою фазою HF та водяною парою для видалення оксидів. Зазвичай процес HF, що містить воду, повинен супроводжуватися процесом видалення частинок, тоді як використання технології очищення газофазною HF не вимагає подальшого процесу видалення частинок.
Найважливішими перевагами порівняно з водним HF-процесом є значно менше споживання HF-хімічних речовин та вища ефективність очищення.
Ласкаво просимо будь-яких клієнтів з усього світу відвідати нас для подальшого обговорення!
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
Час публікації: 13 серпня 2024 р.