Algunhas substancias orgánicas e inorgánicas son necesarias para participar na fabricación de semicondutores. Ademais, xa que o proceso sempre se realiza nunha sala limpa con participación humana, semicondutorobleasestán inevitablemente contaminados por varias impurezas.
Segundo a orixe e natureza dos contaminantes, pódense dividir aproximadamente en catro categorías: partículas, materia orgánica, ións metálicos e óxidos.
1. Partículas:
As partículas son principalmente algúns polímeros, fotorresistentes e impurezas de gravado.
Tales contaminantes adoitan depender de forzas intermoleculares para adsorberse na superficie da oblea, afectando a formación de figuras xeométricas e parámetros eléctricos do proceso de fotolitografía do dispositivo.
Estes contaminantes elimínanse principalmente reducindo gradualmente a súa área de contacto coa superficie dohostiamediante métodos físicos ou químicos.
2. Materia orgánica:
As fontes de impurezas orgánicas son relativamente amplas, como o aceite de pel humana, bacterias, aceite para máquinas, graxa ao baleiro, resina fotográfica, disolventes de limpeza, etc.
Tales contaminantes adoitan formar unha película orgánica na superficie da oblea para evitar que o líquido de limpeza chegue á superficie da oblea, o que resulta nunha limpeza incompleta da superficie da oblea.
A eliminación destes contaminantes adoita levarse a cabo no primeiro paso do proceso de limpeza, utilizando principalmente métodos químicos como o ácido sulfúrico e o peróxido de hidróxeno.
3. Ións metálicos:
As impurezas metálicas comúns inclúen ferro, cobre, aluminio, cromo, ferro fundido, titanio, sodio, potasio, litio, etc. As fontes principais son varios utensilios, tubos, reactivos químicos e contaminación metálica xerada cando se forman interconexións metálicas durante o procesamento.
Este tipo de impurezas adoita eliminarse por métodos químicos mediante a formación de complexos de ións metálicos.
4. Óxido:
Cando semicondutorobleasestán expostos a un ambiente que contén osíxeno e auga, formarase unha capa de óxido natural na superficie. Esta película de óxido dificultará moitos procesos na fabricación de semicondutores e tamén contén certas impurezas metálicas. En determinadas condicións, formarán defectos eléctricos.
A eliminación desta película de óxido complétase a miúdo por remollo en ácido fluorhídrico diluído.
Secuencia xeral de limpeza
Impurezas adsorbidas na superficie dos semicondutoresobleaspódese dividir en tres tipos: molecular, iónico e atómico.
Entre elas, a forza de adsorción entre as impurezas moleculares e a superficie da oblea é débil, e este tipo de partículas de impurezas é relativamente fácil de eliminar. Son na súa maioría impurezas oleosas con características hidrófobas, que poden enmascarar as impurezas iónicas e atómicas que contaminan a superficie das obleas de semicondutores, o que non favorece a eliminación destes dous tipos de impurezas. Polo tanto, ao limpar químicamente as obleas de semicondutores, as impurezas moleculares deben eliminarse primeiro.
Polo tanto, o procedemento xeral de semicondutoreshostiaproceso de limpeza é:
Desmolecularización-desionización-desatomización-lavado con auga desionizada.
Ademais, para eliminar a capa de óxido natural da superficie da oblea, hai que engadir un paso de remollo de aminoácidos diluídos. Polo tanto, a idea da limpeza é eliminar primeiro a contaminación orgánica da superficie; a continuación, disolver a capa de óxido; finalmente eliminar partículas e contaminación metálica, e pasivar a superficie ao mesmo tempo.
Métodos de limpeza comúns
Os métodos químicos úsanse a miúdo para a limpeza de obleas de semicondutores.
A limpeza química refírese ao proceso de uso de varios reactivos químicos e disolventes orgánicos para reaccionar ou disolver impurezas e manchas de aceite na superficie da oblea para desorber as impurezas, e despois enxágüe cunha gran cantidade de auga desionizada quente e fría de alta pureza para obter unha superficie limpa.
A limpeza química pódese dividir en limpeza química húmida e limpeza química en seco, entre as que aínda predomina a limpeza química húmida.
Limpeza química húmida
1. Limpeza química húmida:
A limpeza química húmida inclúe principalmente inmersión en solución, fregado mecánico, limpeza por ultrasóns, limpeza megasónica, pulverización rotativa, etc.
2. Inmersión na solución:
A inmersión en solución é un método para eliminar a contaminación da superficie mediante a inmersión da oblea nunha solución química. É o método máis utilizado na limpeza química húmida. Pódense usar diferentes solucións para eliminar diferentes tipos de contaminantes na superficie da oblea.
Normalmente, este método non pode eliminar completamente as impurezas da superficie da oblea, polo que adoitan utilizarse medidas físicas como quentamento, ultrasóns e axitación durante a inmersión.
3. Fregado mecánico:
O fregado mecánico úsase a miúdo para eliminar partículas ou residuos orgánicos na superficie da oblea. Xeralmente pódese dividir en dous métodos:fregado manual e fregado mediante un limpador.
Fregado manualé o método de fregado máis sinxelo. Un cepillo de aceiro inoxidable utilízase para suxeitar unha bola empapada en etanol anhidro ou outros disolventes orgánicos e fregar suavemente a superficie da oblea na mesma dirección para eliminar a película de cera, o po, a cola residual ou outras partículas sólidas. Este método é fácil de causar arañazos e contaminación grave.
O limpador usa a rotación mecánica para fregar a superficie da oblea cun cepillo de la suave ou un cepillo mixto. Este método reduce moito os arañazos na oblea. O limpador de alta presión non raiará a oblea debido á falta de fricción mecánica e pode eliminar a contaminación da ranura.
4. Limpeza por ultrasóns:
A limpeza por ultrasóns é un método de limpeza moi utilizado na industria de semicondutores. As súas vantaxes son un bo efecto de limpeza, un funcionamento sinxelo e tamén pode limpar dispositivos e recipientes complexos.
Este método de limpeza está baixo a acción de fortes ondas ultrasónicas (a frecuencia ultrasónica que se usa habitualmente é de 20s40kHz) e xeraranse partes escasas e densas dentro do medio líquido. A parte escasa producirá unha burbulla de cavidade case ao baleiro. Cando a burbulla da cavidade desaparece, xerarase unha forte presión local preto dela, rompendo os enlaces químicos nas moléculas para disolver as impurezas da superficie da oblea. A limpeza por ultrasóns é máis eficaz para eliminar os residuos de fluxo insolubles ou insolubles.
5. Limpeza megasónica:
A limpeza megasónica non só ten as vantaxes da limpeza por ultrasóns, senón que tamén supera as súas deficiencias.
A limpeza megasónica é un método de limpeza de obleas combinando o efecto de vibración de frecuencia de alta enerxía (850 kHz) coa reacción química dos axentes de limpeza químicos. Durante a limpeza, as moléculas da solución son aceleradas pola onda megasónica (a velocidade máxima instantánea pode alcanzar os 30 cmVs), e a onda de fluído de alta velocidade impacta continuamente na superficie da oblea, polo que os contaminantes e partículas finas unidas á superficie da oblea. as obleas son eliminadas á forza e entran na solución de limpeza. Engadir surfactantes ácidos á solución de limpeza, por unha banda, pode conseguir o propósito de eliminar partículas e materia orgánica da superficie de pulido mediante a adsorción de surfactantes; por outra banda, a través da integración de surfactantes e ambiente ácido, pódese conseguir o propósito de eliminar a contaminación metálica na superficie da folla de pulido. Este método pode desempeñar simultaneamente o papel de limpeza mecánica e limpeza química.
Na actualidade, o método de limpeza megasónica converteuse nun método eficaz para limpar as follas de pulido.
6. Método de pulverización rotativa:
O método de pulverización rotativa é un método que utiliza métodos mecánicos para xirar a oblea a gran velocidade e pulveriza continuamente líquido (auga desionizada de alta pureza ou outro líquido de limpeza) na superficie da oblea durante o proceso de rotación para eliminar as impurezas da oblea. superficie da oblea.
Este método utiliza a contaminación da superficie da oblea para disolverse no líquido pulverizado (ou reaccionar químicamente con ela para disolverse) e utiliza o efecto centrífugo da rotación a alta velocidade para separar o líquido que contén impurezas da superficie da oblea. no tempo.
O método de pulverización rotativa ten as vantaxes da limpeza química, da mecánica de fluídos e do fregado a alta presión. Ao mesmo tempo, este método tamén se pode combinar co proceso de secado. Despois dun período de limpeza por pulverización de auga desionizada, a pulverización de auga é detida e úsase un gas pulverizado. Ao mesmo tempo, pódese aumentar a velocidade de rotación para aumentar a forza centrífuga para deshidratar rapidamente a superficie da oblea.
7.Limpeza química en seco
A limpeza en seco refírese á tecnoloxía de limpeza que non utiliza solucións.
As tecnoloxías de limpeza en seco utilizadas actualmente inclúen: tecnoloxía de limpeza de plasma, tecnoloxía de limpeza en fase gas, tecnoloxía de limpeza de vigas, etc.
As vantaxes da limpeza en seco son un proceso sinxelo e sen contaminación ambiental, pero o custo é alto e o ámbito de uso non é grande polo momento.
1. Tecnoloxía de limpeza de plasma:
A limpeza de plasma utilízase a miúdo no proceso de eliminación de fotorresistentes. Introdúcese unha pequena cantidade de osíxeno no sistema de reacción do plasma. Baixo a acción dun forte campo eléctrico, o osíxeno xera plasma, que oxida rapidamente o fotorresistente a un estado de gas volátil e é extraído.
Esta tecnoloxía de limpeza ten as vantaxes de ser fácil de manexar, alta eficiencia, superficie limpa, sen arañazos e é propicia para garantir a calidade do produto no proceso de desgomado. Ademais, non utiliza ácidos, álcalis e disolventes orgánicos, e non hai problemas como a eliminación de residuos e a contaminación ambiental. Polo tanto, é cada vez máis valorado pola xente. Non obstante, non pode eliminar o carbono e outras impurezas de metal ou óxido metálico non volátiles.
2. Tecnoloxía de limpeza en fase gaseosa:
A limpeza en fase gaseosa refírese a un método de limpeza que utiliza o equivalente en fase gaseosa da substancia correspondente no proceso líquido para interactuar coa substancia contaminada na superficie da oblea para conseguir o propósito de eliminar as impurezas.
Por exemplo, no proceso CMOS, a limpeza da oblea utiliza a interacción entre o HF en fase gaseosa e o vapor de auga para eliminar os óxidos. Normalmente, o proceso de HF que contén auga debe ir acompañado dun proceso de eliminación de partículas, mentres que o uso da tecnoloxía de limpeza de HF en fase gaseosa non require un proceso de eliminación de partículas posterior.
As vantaxes máis importantes en comparación co proceso acuoso de HF son un consumo químico de HF moito menor e unha maior eficiencia de limpeza.
Benvido a calquera cliente de todo o mundo para que nos visite para unha nova discusión!
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 publicación: 13-ago-2024