Fonts de contaminació i neteja de les hòsties de semiconductors

Algunes substàncies orgàniques i inorgàniques són necessàries per participar en la fabricació de semiconductors. A més, ja que el procés es realitza sempre en una sala blanca amb participació humana, semiconductorhòstiesinevitablement estan contaminats per diverses impureses.

Segons l'origen i la naturalesa dels contaminants, es poden dividir aproximadament en quatre categories: partícules, matèria orgànica, ions metàl·lics i òxids.

1. Partícules:

Les partícules són principalment alguns polímers, fotoresistències i impureses de gravat.

Aquests contaminants solen dependre de forces intermoleculars per adsorbir-se a la superfície de l'hòstia, afectant la formació de figures geomètriques i paràmetres elèctrics del procés de fotolitografia del dispositiu.

Aquests contaminants s'eliminen principalment reduint gradualment la seva àrea de contacte amb la superfície de lahòstiamitjançant mètodes físics o químics.

2. Matèria orgànica:

Les fonts d'impureses orgàniques són relativament àmplies, com ara l'oli de la pell humana, els bacteris, l'oli de màquines, el greix al buit, el fotoresist, els dissolvents de neteja, etc.

Aquests contaminants solen formar una pel·lícula orgànica a la superfície de l'hòstia per evitar que el líquid de neteja arribi a la superfície de l'hòstia, donant lloc a una neteja incompleta de la superfície de l'hòstia.

L'eliminació d'aquests contaminants es realitza sovint en el primer pas del procés de neteja, principalment mitjançant mètodes químics com l'àcid sulfúric i el peròxid d'hidrogen.

3. Ions metàl·lics:

Les impureses metàl·liques habituals inclouen ferro, coure, alumini, crom, ferro colat, titani, sodi, potassi, liti, etc. Les fonts principals són diversos estris, canonades, reactius químics i contaminació metàl·lica generada quan es formen interconnexions metàl·liques durant el processament.

Aquest tipus d'impureses sovint s'elimina mitjançant mètodes químics mitjançant la formació de complexos d'ions metàl·lics.

4. Òxid:

Quan semiconductorhòstiesestan exposats a un ambient que conté oxigen i aigua, es formarà una capa d'òxid natural a la superfície. Aquesta pel·lícula d'òxid dificultarà molts processos en la fabricació de semiconductors i també conté determinades impureses metàl·liques. En determinades condicions, formaran defectes elèctrics.

L'eliminació d'aquesta pel·lícula d'òxid es completa sovint amb un remull en àcid fluorhídric diluït.

Seqüència general de neteja

Impureses adsorbides a la superfície del semiconductorhòstieses pot dividir en tres tipus: molecular, iònic i atòmic.

Entre ells, la força d'adsorció entre les impureses moleculars i la superfície de l'hòstia és feble, i aquest tipus de partícules d'impureses és relativament fàcil d'eliminar. Són majoritàriament impureses olioses amb característiques hidrofòbiques, que poden proporcionar emmascarament d'impureses iòniques i atòmiques que contaminen la superfície de les hòsties de semiconductors, cosa que no afavoreix l'eliminació d'aquests dos tipus d'impureses. Per tant, quan es neteja químicament les hòsties de semiconductors, primer s'han d'eliminar les impureses moleculars.

Per tant, el procediment general dels semiconductorshòstiaEl procés de neteja és:

Desmolecularització-desionització-desatomització-esbandida d'aigua desionitzada.

A més, per eliminar la capa d'òxid natural a la superfície de l'hòstia, cal afegir un pas de remull d'aminoàcids diluïts. Per tant, la idea de netejar és eliminar primer la contaminació orgànica de la superfície; després dissol la capa d'òxid; finalment elimineu les partícules i la contaminació metàl·lica i passiu la superfície al mateix temps.

Mètodes de neteja habituals

Sovint s'utilitzen mètodes químics per netejar les hòsties de semiconductors.

La neteja química es refereix al procés d'utilitzar diversos reactius químics i dissolvents orgànics per reaccionar o dissoldre impureses i taques d'oli a la superfície de l'hòstia per desorbir les impureses, i després esbandida amb una gran quantitat d'aigua desionitzada calenta i freda d'alta puresa per obtenir-ne. una superfície neta.

La neteja química es pot dividir en neteja química humida i neteja química en sec, entre les quals encara predomina la neteja química humida.

Neteja química humida

1. Neteja química humida:

La neteja química humida inclou principalment la immersió en solució, el fregat mecànic, la neteja per ultrasons, la neteja megasònica, la polvorització rotativa, etc.

2. Immersió de la solució:

La immersió en solució és un mètode per eliminar la contaminació superficial submergint l'hòstia en una solució química. És el mètode més utilitzat en la neteja química humida. Es poden utilitzar diferents solucions per eliminar diferents tipus de contaminants a la superfície de l'hòstia.

En general, aquest mètode no pot eliminar completament les impureses de la superfície de l'hòstia, de manera que sovint s'utilitzen mesures físiques com la calefacció, els ultrasons i l'agitació durant la immersió.

3. Fregat mecànic:

El fregat mecànic s'utilitza sovint per eliminar partícules o residus orgànics a la superfície de l'hòstia. En general es pot dividir en dos mètodes:fregat manual i fregat amb un netejador.

Fregat manualés el mètode de fregat més senzill. S'utilitza un raspall d'acer inoxidable per subjectar una bola amarada en etanol anhidre o altres dissolvents orgànics i fregar suaument la superfície de l'hòstia en la mateixa direcció per eliminar la pel·lícula de cera, la pols, la cola residual o altres partícules sòlides. Aquest mètode és fàcil de causar rascades i contaminació greu.

El netejador utilitza la rotació mecànica per fregar la superfície de l'hòstia amb un raspall suau de llana o un raspall mixt. Aquest mètode redueix molt les rascades a l'hòstia. El netejador d'alta pressió no rascarà l'hòstia a causa de la manca de fricció mecànica i pot eliminar la contaminació de la ranura.

4. Neteja per ultrasons:

La neteja per ultrasons és un mètode de neteja àmpliament utilitzat en la indústria dels semiconductors. Els seus avantatges són un bon efecte de neteja, un funcionament senzill i també pot netejar dispositius i contenidors complexos.

Aquest mètode de neteja està sota l'acció de fortes ones ultrasòniques (la freqüència d'ultrasons que s'utilitza habitualment és de 20s40kHz) i es generaran parts escasses i denses dins del medi líquid. La part escassa produirà una bombolla de cavitat gairebé al buit. Quan la bombolla de la cavitat desapareix, es generarà una forta pressió local a prop d'ella, trencant els enllaços químics de les molècules per dissoldre les impureses de la superfície de l'hòstia. La neteja per ultrasons és més eficaç per eliminar els residus de flux insolubles o insolubles.

5. Neteja megasònica:

La neteja megasònica no només té els avantatges de la neteja per ultrasons, sinó que també supera els seus inconvenients.

La neteja megasònica és un mètode de neteja d'hòsties combinant l'efecte de vibració de freqüència d'alta energia (850 kHz) amb la reacció química dels agents de neteja químics. Durant la neteja, les molècules de solució són accelerades per l'ona megasònica (la velocitat màxima instantània pot arribar als 30 cmVs), i l'ona de fluid d'alta velocitat impacta contínuament a la superfície de l'hòstia, de manera que els contaminants i les partícules fines s'uneixen a la superfície de l'hòstia. les hòsties s'eliminen a la força i entren a la solució de neteja. L'addició de tensioactius àcids a la solució de neteja, d'una banda, pot aconseguir el propòsit d'eliminar partícules i matèria orgànica de la superfície de poliment mitjançant l'adsorció de tensioactius; d'altra banda, mitjançant la integració de tensioactius i ambient àcid, es pot aconseguir el propòsit d'eliminar la contaminació metàl·lica a la superfície de la làmina de poliment. Aquest mètode pot jugar simultàniament el paper de neteja mecànica i neteja química.

Actualment, el mètode de neteja megasònic s'ha convertit en un mètode eficaç per netejar les làmines de poliment.

6. Mètode de polvorització rotativa:

El mètode d'esprai rotatiu és un mètode que utilitza mètodes mecànics per girar l'hòstia a gran velocitat i ruixa contínuament líquid (aigua desionitzada d'alta puresa o un altre líquid de neteja) a la superfície de l'hòstia durant el procés de rotació per eliminar les impureses de la hòstia. superfície de l'hòstia.

Aquest mètode utilitza la contaminació a la superfície de l'hòstia per dissoldre's en el líquid ruixat (o reaccionar químicament amb ella per dissoldre's) i utilitza l'efecte centrífug de la rotació d'alta velocitat per separar el líquid que conté impureses de la superfície de l'hòstia. en el temps.

El mètode de polvorització rotatiu té els avantatges de la neteja química, la neteja de la mecànica de fluids i el fregat a alta pressió. Al mateix temps, aquest mètode també es pot combinar amb el procés d'assecat. Després d'un període de neteja amb aigua desionitzada, s'atura l'esprai d'aigua i s'utilitza un gas aerosol. Al mateix temps, es pot augmentar la velocitat de rotació per augmentar la força centrífuga per deshidratar ràpidament la superfície de l'hòstia.

7.Neteja química en sec

La neteja en sec fa referència a la tecnologia de neteja que no utilitza solucions.

Les tecnologies de neteja en sec que s'utilitzen actualment inclouen: tecnologia de neteja per plasma, tecnologia de neteja en fase gasosa, tecnologia de neteja de bigues, etc.

Els avantatges de la neteja en sec són un procés senzill i sense contaminació ambiental, però el cost és elevat i l'àmbit d'ús no és gran de moment.

1. Tecnologia de neteja de plasma:

La neteja de plasma s'utilitza sovint en el procés d'eliminació de fotoresist. S'introdueix una petita quantitat d'oxigen al sistema de reacció del plasma. Sota l'acció d'un fort camp elèctric, l'oxigen genera plasma, que oxida ràpidament la fotoresist a un estat de gas volàtil i s'extreu.

Aquesta tecnologia de neteja té els avantatges d'un funcionament fàcil, una alta eficiència, una superfície neta, sense rascades i és propici per garantir la qualitat del producte en el procés de desgomat. A més, no utilitza àcids, àlcalis i dissolvents orgànics, i no hi ha problemes com l'eliminació de residus i la contaminació ambiental. Per tant, cada cop és més valorat per la gent. Tanmateix, no pot eliminar el carboni i altres impureses metàl·liques no volàtils o òxids metàl·lics.

2. Tecnologia de neteja en fase gasosa:

La neteja en fase gasosa es refereix a un mètode de neteja que utilitza l'equivalent en fase gasosa de la substància corresponent en el procés líquid per interactuar amb la substància contaminada a la superfície de l'hòstia per aconseguir el propòsit d'eliminar les impureses.

Per exemple, en el procés CMOS, la neteja de les hòsties utilitza la interacció entre la fase gasosa HF i el vapor d'aigua per eliminar els òxids. Normalment, el procés d'HF que conté aigua ha d'anar acompanyat d'un procés d'eliminació de partícules, mentre que l'ús de la tecnologia de neteja d'HF en fase gasosa no requereix un procés d'eliminació de partícules posterior.

Els avantatges més importants en comparació amb el procés d'HF aquós són un consum químic d'HF molt menor i una major eficiència de neteja.

 

Doneu la benvinguda a qualsevol client d'arreu del món a visitar-nos per a una discussió addicional!

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


Hora de publicació: 13-agost-2024
Xat en línia de WhatsApp!