מקורות לזיהום וניקוי פרוסות מוליכים למחצה

חלק מחומרים אורגניים ואי-אורגניים נדרשים להשתתף בייצור מוליכים למחצה. בנוסף, מאז התהליך מתבצע תמיד בחדר נקי עם השתתפות אנושית, מוליכים למחצהופליםמזוהמים בהכרח על ידי זיהומים שונים.

לפי מקורם ואופי המזהמים, ניתן לחלק אותם באופן גס לארבע קטגוריות: חלקיקים, חומרים אורגניים, יוני מתכת ותחמוצות.

1. חלקיקים:

חלקיקים הם בעיקר כמה פולימרים, פוטו-רזיסטים וזיהומי תחריט.

מזהמים כאלה מסתמכים בדרך כלל על כוחות בין-מולקולריים כדי לספוח על פני השטח של הפרוסה, המשפיעים על היווצרות של דמויות גיאומטריות ופרמטרים חשמליים של תהליך הפוטוליתוגרפיה של המכשיר.

מזהמים כאלה מוסרים בעיקר על ידי צמצום הדרגתי של שטח המגע שלהם עם פני השטח שלרָקִיקבאמצעות שיטות פיזיקליות או כימיות.

2. חומר אורגני:

המקורות לזיהומים אורגניים רחבים יחסית, כגון שמן עור אנושי, חיידקים, שמן מכונות, גריז ואקום, פוטו-רזיסט, ממיסים לניקוי וכו'.

מזהמים כאלה בדרך כלל יוצרים סרט אורגני על פני הוופר כדי למנוע מנוזל הניקוי להגיע אל פני השטח של הוופר, וכתוצאה מכך ניקוי לא שלם של משטח הפרוסה.

פינוי מזהמים מסוג זה מתבצע לרוב בשלב הראשון של תהליך הניקוי, בעיקר בשיטות כימיות כמו חומצה גופרתית ומי חמצן.

3. יוני מתכת:

זיהומי מתכת נפוצים כוללים ברזל, נחושת, אלומיניום, כרום, ברזל יצוק, טיטניום, נתרן, אשלגן, ליתיום וכו'. המקורות העיקריים הם כלים שונים, צינורות, ריאגנטים כימיים וזיהום מתכת שנוצר כאשר נוצרים חיבורי מתכת במהלך העיבוד.

סוג זה של טומאה מוסר לעתים קרובות בשיטות כימיות באמצעות היווצרות של מתחמי יוני מתכת.

4. תחמוצת:

כאשר מוליכים למחצהופליםנחשפים לסביבה המכילה חמצן ומים, תיווצר שכבת תחמוצת טבעית על פני השטח. סרט תחמוצת זה יעכב תהליכים רבים בייצור מוליכים למחצה וגם יכיל זיהומי מתכת מסוימים. בתנאים מסוימים, הם יווצרו פגמים חשמליים.

הסרת סרט תחמוצת זה מתבצעת לעתים קרובות על ידי השרייה בחומצה הידרופלואורית מדוללת.

רצף ניקוי כללי

זיהומים נספגים על פני השטח של המוליך למחצהופליםניתן לחלק לשלושה סוגים: מולקולרי, יוני ואטומי.

ביניהם, כוח הספיחה בין זיהומים מולקולריים לפני השטח של הפרוסה חלש, וקל יחסית להסיר חלקיקי טומאה מסוג זה. לרוב מדובר בזיהומים שמנוניים בעלי מאפיינים הידרופוביים, שיכולים לספק מיסוך לזיהומים יוניים ואטומיים המזהמים את פני השטח של פרוסות מוליכים למחצה, דבר שאינו תורם להסרת שני סוגי הזיהומים הללו. לכן, בעת ניקוי כימי של פרוסות מוליכים למחצה, יש להסיר תחילה זיהומים מולקולריים.

לכן, ההליך הכללי של מוליכים למחצהרָקִיקתהליך הניקוי הוא:

דה-מולקולריזציה-דה-יוניזציה-דה-אטומיזציה-שטיפת מים.

בנוסף, על מנת להסיר את שכבת התחמוצת הטבעית על פני הוופל, יש להוסיף שלב השריית חומצות אמינו מדוללות. לכן, הרעיון של ניקוי הוא קודם כל להסיר זיהום אורגני על פני השטח; ואז להמיס את שכבת התחמוצת; לבסוף הסר חלקיקים וזיהום מתכת, והפסיבי את פני השטח בו זמנית.

שיטות ניקוי נפוצות

שיטות כימיות משמשות לעתים קרובות לניקוי פרוסות מוליכים למחצה.

ניקוי כימי מתייחס לתהליך של שימוש במגיבים כימיים שונים ובממיסים אורגניים כדי להגיב או להמיס זיהומים וכתמי שמן על פני השטח של הפרוסה כדי לספוח זיהומים, ולאחר מכן לשטוף עם כמות גדולה של מים חמים וקרים דה-יונים בטוהר גבוה. משטח נקי.

ניתן לחלק ניקוי כימי לניקוי כימי רטוב וניקוי כימי יבש, ביניהם ניקוי כימי רטוב עדיין דומיננטי.

ניקוי כימי רטוב

1. ניקוי כימי רטוב:

ניקוי כימי רטוב כולל בעיקר טבילת תמיסה, קרצוף מכני, ניקוי קולי, ניקוי מגסוני, ריסוס סיבובי וכו'.

2. טבילת פתרון:

טבילת תמיסה היא שיטה להסרת זיהום פני השטח על ידי טבילת הוופל בתמיסה כימית. זוהי השיטה הנפוצה ביותר בניקוי כימי רטוב. ניתן להשתמש בפתרונות שונים כדי להסיר סוגים שונים של מזהמים על פני השטח של הפרוסה.

בדרך כלל, שיטה זו אינה יכולה להסיר לחלוטין זיהומים על פני הרקיק, ולכן משתמשים בדרך כלל באמצעים פיזיים כגון חימום, אולטרסאונד וערבול בזמן הטבילה.

3. קרצוף מכני:

קרצוף מכני משמש לעתים קרובות להסרת חלקיקים או שאריות אורגניות על פני השטח של הפרוסה. באופן כללי ניתן לחלק את זה לשתי שיטות:קרצוף ידני וקרצוף על ידי מגב.

קרצוף ידניהיא שיטת הקרצוף הפשוטה ביותר. מברשת נירוסטה משמשת כדי להחזיק כדור ספוג באתנול נטול מים או ממיסים אורגניים אחרים ולשפשף בעדינות את פני השטח של הפרוסה באותו כיוון כדי להסיר סרט שעווה, אבק, שאריות דבק או חלקיקים מוצקים אחרים. שיטה זו קלה לגרום לשריטות ולזיהום רציני.

המגב משתמש בסיבוב מכני כדי לשפשף את פני הוופל עם מברשת צמר רכה או מברשת מעורבת. שיטה זו מפחיתה מאוד את השריטות על הוופל. המגב בלחץ גבוה לא ישרוט את הפרוסה בגלל היעדר חיכוך מכני, ויכול להסיר את הזיהום בחריץ.

4. ניקוי קולי:

ניקוי קולי היא שיטת ניקוי בשימוש נרחב בתעשיית המוליכים למחצה. היתרונות שלו הם אפקט ניקוי טוב, פעולה פשוטה, והוא יכול גם לנקות מכשירים ומיכלים מורכבים.

שיטת ניקוי זו היא תחת פעולת גלים קוליים חזקים (התדר הקולי הנפוץ הוא 20s40kHz), וחלקים דלילים וצפופים ייווצרו בתוך המדיום הנוזלי. החלק הדליל ייצור בועת חלל כמעט ואקום. כאשר בועת החלל נעלמת, יווצר לידה לחץ מקומי חזק, שישבור את הקשרים הכימיים במולקולות כדי להמיס את הלכלוכים על פני הוופל. ניקוי אולטראסוני הוא היעיל ביותר להסרת שאריות שטף בלתי מסיסות או בלתי מסיסות.

5. ניקוי Megasonic:

לניקוי Megasonic יש לא רק את היתרונות של ניקוי קולי, אלא גם מתגבר על החסרונות שלו.

ניקוי Megasonic היא שיטה לניקוי פרוסות על ידי שילוב של אפקט הרטט בתדר האנרגיה הגבוה (850kHz) עם התגובה הכימית של חומרי ניקוי כימיים. במהלך הניקוי, מולקולות התמיסה מואצות על ידי הגל המגה-סוני (המהירות המיידית המקסימלית יכולה להגיע ל-30 ס"מ ווס), וגל הנוזל המהיר פוגע ללא הרף על פני השטח של הפרוסה, כך שהמזהמים והחלקיקים העדינים המחוברים אל פני השטח של הפרוסה. פרוסות מוסרות בכוח ונכנסות לתמיסת הניקוי. הוספת חומרים פעילי שטח חומציים לתמיסת הניקוי, מצד אחד, יכולה להשיג את המטרה של סילוק חלקיקים וחומרים אורגניים על פני הליטוש באמצעות ספיחה של חומרים פעילי שטח; מצד שני, באמצעות שילוב של חומרים פעילי שטח וסביבה חומצית, הוא יכול להשיג את המטרה של הסרת זיהום מתכת על פני השטח של יריעת הליטוש. שיטה זו יכולה לשחק בו זמנית את התפקיד של ניגוב מכני וניקוי כימי.

כיום, שיטת הניקוי מגסוניק הפכה לשיטה יעילה לניקוי יריעות פוליש.

6. שיטת ריסוס רוטרי:

שיטת הריסוס הסיבובי היא שיטה המשתמשת בשיטות מכניות כדי לסובב את הפרוסה במהירות גבוהה, ומתיזה באופן רציף נוזל (מים דה-יוניונים בטוהר גבוה או נוזל ניקוי אחר) על פני הפרוסה במהלך תהליך הסיבוב כדי להסיר זיהומים על גבי הסיר. פני השטח של הפרוסה.

שיטה זו משתמשת בזיהום על פני הפרוסה כדי להתמוסס בנוזל המרוסס (או להגיב איתו בצורה כימית להמסה), ומשתמשת באפקט הצנטריפוגלי של סיבוב במהירות גבוהה כדי לגרום לנוזל המכיל זיהומים להיפרד משטח הפרוסה. בזמן.

לשיטת הריסוס הסיבובי יש את היתרונות של ניקוי כימי, ניקוי מכניקת נוזלים וקרצוף בלחץ גבוה. יחד עם זאת, ניתן לשלב שיטה זו גם בתהליך הייבוש. לאחר תקופה של ניקוי בהתזה במים מופחתים, מפסיקים את התזת המים ומשתמשים בגז התזה. במקביל, ניתן להגדיל את מהירות הסיבוב כדי להגביר את הכוח הצנטריפוגלי כדי לייבש במהירות את פני השטח של הפרוסה.

7.ניקוי כימי יבש

ניקוי יבש מתייחס לטכנולוגיית ניקוי שאינה משתמשת בתמיסות.

טכנולוגיות הניקוי היבש הנהוגות כיום כוללות: טכנולוגיית ניקוי פלזמה, טכנולוגיית ניקוי פאזי גז, טכנולוגיית ניקוי קורות וכו'.

היתרונות של ניקוי יבש הם תהליך פשוט וללא זיהום סביבתי, אך העלות גבוהה והיקף השימוש אינו גדול לעת עתה.

1. טכנולוגיית ניקוי פלזמה:

ניקוי פלזמה משמש לעתים קרובות בתהליך הסרת photoresist. כמות קטנה של חמצן מוכנסת למערכת התגובה הפלזמה. תחת פעולת שדה חשמלי חזק, החמצן מייצר פלזמה, שמחמצנת במהירות את הפוטורסיסט למצב גז נדיף ומופקת.

לטכנולוגיית ניקוי זו יש את היתרונות של תפעול קל, יעילות גבוהה, משטח נקי, ללא שריטות, והיא תורמת להבטחת איכות המוצר בתהליך הניקוי. יתרה מכך, הוא אינו משתמש בחומצות, אלקליות וממיסים אורגניים, ואין בעיות כמו פינוי פסולת וזיהום סביבתי. לכן, זה מוערך יותר ויותר על ידי אנשים. עם זאת, הוא אינו יכול להסיר פחמן וזיהומים אחרים של מתכת או תחמוצת מתכת לא נדיפים.

2. טכנולוגיית ניקוי פאזי גז:

ניקוי פאזת גז מתייחס לשיטת ניקוי המשתמשת בשקול פאזת הגז של החומר המקביל בתהליך הנוזל כדי ליצור אינטראקציה עם החומר המזוהם על פני הרקיק כדי להשיג את המטרה של הסרת זיהומים.

לדוגמה, בתהליך CMOS, ניקוי פרוסות משתמש באינטראקציה בין HF שלב גז ואדי מים כדי להסיר תחמוצות. בדרך כלל, תהליך ה-HF המכיל מים חייב להיות מלווה בתהליך הסרת חלקיקים, בעוד שהשימוש בטכנולוגיית ניקוי HF שלב בגז אינו מצריך תהליך סילוק חלקיקים לאחר מכן.

היתרונות החשובים ביותר בהשוואה לתהליך HF מימי הם צריכת כימיקלים HF קטנה בהרבה ויעילות ניקוי גבוהה יותר.

 

ברוכים הבאים לכל לקוחות מכל רחבי העולם לבקר אותנו לדיון נוסף!

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