Nogle organiske og uorganiske stoffer er påkrævet for at deltage i halvlederfremstilling. Derudover, da processen altid udføres i et rent rum med menneskelig deltagelse, halvlederoblaterer uundgåeligt forurenet af forskellige urenheder.
Alt efter kilden og arten af forureningen kan de groft inddeles i fire kategorier: partikler, organisk stof, metalioner og oxider.
1. Partikler:
Partikler er hovedsageligt nogle polymerer, fotoresists og ætsende urenheder.
Sådanne kontaminanter er sædvanligvis afhængige af intermolekylære kræfter til at adsorbere på overfladen af waferen, hvilket påvirker dannelsen af geometriske figurer og elektriske parametre for enhedens fotolitografiproces.
Sådanne forurenende stoffer fjernes hovedsageligt ved gradvist at reducere deres kontaktareal med overfladen af overfladenoblatgennem fysiske eller kemiske metoder.
2. Organisk stof:
Kilderne til organiske urenheder er relativt brede, såsom human hudolie, bakterier, maskinolie, vakuumfedt, fotoresist, rengøringsopløsningsmidler osv.
Sådanne kontaminanter danner sædvanligvis en organisk film på overfladen af waferen for at forhindre rensevæsken i at nå overfladen af waferen, hvilket resulterer i ufuldstændig rensning af waferens overflade.
Fjernelsen af sådanne forurenende stoffer udføres ofte i det første trin af rengøringsprocessen, hovedsageligt ved hjælp af kemiske metoder såsom svovlsyre og hydrogenperoxid.
3. Metalioner:
Almindelige metalurenheder omfatter jern, kobber, aluminium, krom, støbejern, titanium, natrium, kalium, lithium osv. De vigtigste kilder er forskellige redskaber, rør, kemiske reagenser og metalforurening, der genereres, når metalforbindelser dannes under forarbejdning.
Denne type urenheder fjernes ofte ved kemiske metoder gennem dannelsen af metalionkomplekser.
4. Oxid:
Når halvlederoblaterudsættes for et miljø indeholdende ilt og vand, vil der dannes et naturligt oxidlag på overfladen. Denne oxidfilm vil hindre mange processer i halvlederfremstilling og indeholder også visse metalurenheder. Under visse forhold vil de danne elektriske defekter.
Fjernelsen af denne oxidfilm fuldendes ofte ved iblødsætning i fortyndet flussyre.
Generel rengøringssekvens
Urenheder adsorberet på overfladen af halvlederoblaterkan opdeles i tre typer: molekylær, ionisk og atomær.
Blandt dem er adsorptionskraften mellem molekylære urenheder og overfladen af waferen svag, og denne type urenhedspartikler er relativt lette at fjerne. De er for det meste olieagtige urenheder med hydrofobe egenskaber, som kan give maskering for ioniske og atomare urenheder, der forurener overfladen af halvlederwafere, hvilket ikke er befordrende for fjernelse af disse to typer urenheder. Derfor skal molekylære urenheder fjernes først, når halvlederwafere renses kemisk.
Derfor er den generelle procedure for halvlederoblatrengøringsprocessen er:
De-molekylarisering-deionisering-de-atomisering-deioniseret vand skylning.
For at fjerne det naturlige oxidlag på overfladen af waferen skal der desuden tilføjes et trin til iblødsætning af fortyndet aminosyre. Derfor er tanken med rengøring først at fjerne organisk forurening på overfladen; opløs derefter oxidlaget; fjern endelig partikler og metalforurening, og passivér overfladen på samme tid.
Almindelige rengøringsmetoder
Kemiske metoder bruges ofte til rengøring af halvlederwafere.
Kemisk rensning refererer til processen med at bruge forskellige kemiske reagenser og organiske opløsningsmidler til at reagere eller opløse urenheder og oliepletter på overfladen af waferen for at desorbere urenheder og derefter skylle med en stor mængde højrent varmt og koldt deioniseret vand for at opnå en ren overflade.
Kemisk rensning kan opdeles i våd kemisk rensning og tør kemisk rensning, blandt hvilke våd kemisk rensning stadig er dominerende.
Våd kemisk rengøring
1. Våd kemisk rengøring:
Vådkemisk rengøring omfatter hovedsageligt nedsænkning i opløsning, mekanisk skrubning, ultralydsrensning, megalydsrensning, rotationssprøjtning osv.
2. Nedsænkning af opløsning:
Nedsænkning i opløsning er en metode til at fjerne overfladeforurening ved at nedsænke waferen i en kemisk opløsning. Det er den mest almindeligt anvendte metode til våd kemisk rengøring. Forskellige løsninger kan bruges til at fjerne forskellige typer forurening på overfladen af waferen.
Normalt kan denne metode ikke helt fjerne urenheder på overfladen af waferen, så fysiske foranstaltninger såsom opvarmning, ultralyd og omrøring bruges ofte under nedsænkning.
3. Mekanisk skrubning:
Mekanisk skrubning bruges ofte til at fjerne partikler eller organiske rester på overfladen af waferen. Det kan generelt opdeles i to metoder:manuel skrubning og skrubning med en visker.
Manuel skrubninger den enkleste skrubbemetode. En børste af rustfrit stål bruges til at holde en kugle gennemvædet i vandfri ethanol eller andre organiske opløsningsmidler og forsigtigt gnide overfladen af waferen i samme retning for at fjerne voksfilm, støv, resterende lim eller andre faste partikler. Denne metode er let at forårsage ridser og alvorlig forurening.
Viskeren bruger mekanisk rotation til at gnide overfladen af waferen med en blød uldbørste eller en blandet børste. Denne metode reducerer kraftigt ridserne på waferen. Højtryksviskeren vil ikke ridse waferen på grund af den manglende mekaniske friktion, og kan fjerne forureningen i rillen.
4. Ultralydsrensning:
Ultralydsrensning er en rensemetode, der er meget udbredt i halvlederindustrien. Dens fordele er god rengøringseffekt, enkel betjening og kan også rense komplekse enheder og beholdere.
Denne rengøringsmetode er under påvirkning af stærke ultralydsbølger (den almindeligt anvendte ultralydsfrekvens er 20s40kHz), og sparsomme og tætte dele vil blive genereret inde i det flydende medium. Den sparsomme del vil producere en næsten vakuum hulrumsboble. Når hulrumsboblen forsvinder, vil der blive genereret et stærkt lokalt tryk i nærheden af den, som bryder de kemiske bindinger i molekylerne for at opløse urenhederne på waferoverfladen. Ultralydsrensning er mest effektiv til at fjerne uopløselige eller uopløselige flusrester.
5. Megasonic rengøring:
Megasonic rengøring har ikke kun fordelene ved ultralydsrensning, men overvinder også dens mangler.
Megasonic rengøring er en metode til at rense wafers ved at kombinere højenergi (850kHz) frekvens vibrationseffekt med den kemiske reaktion af kemiske rengøringsmidler. Under rensning accelereres opløsningsmolekylerne af megalydbølgen (den maksimale øjeblikkelige hastighed kan nå 30 cmVs), og højhastighedsvæskebølgen påvirker kontinuerligt waferens overflade, således at forurenende stoffer og fine partikler, der er knyttet til overfladen af wafer fjernes med magt og kommer ind i rengøringsopløsningen. Tilsætning af sure overfladeaktive stoffer til rengøringsopløsningen kan på den ene side opnå formålet med at fjerne partikler og organisk materiale på poleroverfladen gennem adsorption af overfladeaktive stoffer; på den anden side, gennem integration af overfladeaktive stoffer og surt miljø, kan det opnå formålet med at fjerne metalforurening på overfladen af polerpladen. Denne metode kan samtidig spille rollen som mekanisk aftørring og kemisk rengøring.
På nuværende tidspunkt er den megasoniske rensemetode blevet en effektiv metode til rengøring af polerplader.
6. Roterende sprøjtemetode:
Rotationssprøjtemetoden er en metode, der anvender mekaniske metoder til at rotere waferen med høj hastighed og kontinuerligt sprøjter væske (højrent deioniseret vand eller anden rensevæske) på overfladen af waferen under rotationsprocessen for at fjerne urenheder på pladen. waferens overflade.
Denne metode bruger forureningen på overfladen af waferen til at opløses i den sprøjtede væske (eller reagere kemisk med den for at opløses), og bruger centrifugaleffekten af højhastighedsrotation til at få væsken, der indeholder urenheder, at adskille fra overfladen af waferen i tide.
Den roterende spraymetode har fordelene ved kemisk rengøring, væskemekanisk rengøring og højtryksskrubning. Samtidig kan denne metode også kombineres med tørreprocessen. Efter en periode med deioniseret vandsprayrensning stoppes vandsprayen, og der anvendes en spraygas. Samtidig kan rotationshastigheden øges for at øge centrifugalkraften for hurtigt at dehydrere waferens overflade.
7.Kemisk rensning
Kemisk rensning refererer til renseteknologi, der ikke bruger løsninger.
De kemiske renseteknologier, der i øjeblikket anvendes, omfatter: plasmarensningsteknologi, gasfaserensningsteknologi, strålerensningsteknologi osv.
Fordelene ved renseri er enkel proces og ingen miljøforurening, men omkostningerne er høje, og anvendelsesområdet er ikke stort for tiden.
1. Plasmarensningsteknologi:
Plasmarensning bruges ofte i processen til fjernelse af fotoresist. En lille mængde ilt indføres i plasmareaktionssystemet. Under påvirkning af et stærkt elektrisk felt genererer ilten plasma, som hurtigt oxiderer fotoresisten til en flygtig gastilstand og ekstraheres.
Denne rengøringsteknologi har fordelene ved nem betjening, høj effektivitet, ren overflade, ingen ridser og er befordrende for at sikre produktkvalitet i afgummiprocessen. Desuden bruger den ikke syrer, baser og organiske opløsningsmidler, og der er ingen problemer som affaldsbortskaffelse og miljøforurening. Derfor bliver det i stigende grad værdsat af mennesker. Det kan dog ikke fjerne kulstof og andre ikke-flygtige metal- eller metaloxidurenheder.
2. Gasfaserensningsteknologi:
Gasfaserensning refererer til en rensemetode, der bruger gasfaseækvivalenten af det tilsvarende stof i væskeprocessen til at interagere med det forurenede stof på overfladen af waferen for at opnå formålet med at fjerne urenheder.
I CMOS-processen bruger waferrensningen f.eks. interaktionen mellem gasfase HF og vanddamp til at fjerne oxider. Normalt skal HF-processen indeholdende vand ledsages af en partikelfjernelsesproces, mens brugen af gasfase HF-rensningsteknologi ikke kræver en efterfølgende partikelfjernelsesproces.
De vigtigste fordele sammenlignet med den vandige HF-proces er meget mindre HF-kemikalieforbrug og højere rengøringseffektivitet.
Velkommen kunder fra hele verden til at besøge os for en yderligere diskussion!
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
Indlægstid: 13-aug-2024