Sesetengah bahan organik dan bukan organik diperlukan untuk mengambil bahagian dalam pembuatan semikonduktor. Di samping itu, kerana proses itu sentiasa dijalankan di dalam bilik bersih dengan penyertaan manusia, semikonduktorwafersudah pasti tercemar oleh pelbagai kekotoran.
Mengikut sumber dan sifat bahan cemar, ia boleh dibahagikan secara kasar kepada empat kategori: zarah, bahan organik, ion logam dan oksida.
1. Zarah:
Zarah terutamanya beberapa polimer, photoresist dan kekotoran etsa.
Bahan cemar tersebut biasanya bergantung kepada daya antara molekul untuk menjerap pada permukaan wafer, yang menjejaskan pembentukan angka geometri dan parameter elektrik proses fotolitografi peranti.
Bahan cemar tersebut disingkirkan terutamanya dengan mengurangkan kawasan sentuhannya dengan permukaan secara beransur-ansurwafermelalui kaedah fizikal atau kimia.
2. Bahan organik:
Sumber kekotoran organik agak luas, seperti minyak kulit manusia, bakteria, minyak mesin, gris vakum, photoresist, pelarut pembersih, dll.
Bahan cemar tersebut biasanya membentuk filem organik pada permukaan wafer untuk menghalang cecair pembersih daripada sampai ke permukaan wafer, mengakibatkan pembersihan permukaan wafer tidak sepenuhnya.
Penyingkiran bahan cemar tersebut selalunya dilakukan pada langkah pertama proses pembersihan, terutamanya menggunakan kaedah kimia seperti asid sulfurik dan hidrogen peroksida.
3. Ion logam:
Kekotoran logam biasa termasuk besi, kuprum, aluminium, kromium, besi tuang, titanium, natrium, kalium, litium, dsb. Sumber utama ialah pelbagai perkakas, paip, reagen kimia, dan pencemaran logam yang dijana apabila interkoneksi logam terbentuk semasa pemprosesan.
Kekotoran jenis ini selalunya disingkirkan dengan kaedah kimia melalui pembentukan kompleks ion logam.
4. Oksida:
Apabila semikonduktorwaferterdedah kepada persekitaran yang mengandungi oksigen dan air, lapisan oksida semula jadi akan terbentuk di permukaan. Filem oksida ini akan menghalang banyak proses dalam pembuatan semikonduktor dan juga mengandungi kekotoran logam tertentu. Dalam keadaan tertentu, mereka akan membentuk kecacatan elektrik.
Penyingkiran filem oksida ini selalunya diselesaikan dengan merendam dalam asid hidrofluorik cair.
Urutan pembersihan am
Kekotoran yang terjerap pada permukaan semikonduktorwaferboleh dibahagikan kepada tiga jenis: molekul, ionik dan atom.
Antaranya, daya penjerapan antara kekotoran molekul dan permukaan wafer adalah lemah, dan zarah kekotoran jenis ini agak mudah untuk dikeluarkan. Mereka kebanyakannya adalah kekotoran berminyak dengan ciri hidrofobik, yang boleh memberikan penyamaran untuk kekotoran ionik dan atom yang mencemarkan permukaan wafer semikonduktor, yang tidak kondusif untuk penyingkiran kedua-dua jenis kekotoran ini. Oleh itu, apabila wafer semikonduktor membersihkan secara kimia, kekotoran molekul harus dikeluarkan terlebih dahulu.
Oleh itu, prosedur am semikonduktorwaferproses pembersihan adalah:
De-molecularization-deionization-de-atomization-deionized pembilasan air.
Di samping itu, untuk menghilangkan lapisan oksida semula jadi pada permukaan wafer, langkah rendaman asid amino cair perlu ditambah. Oleh itu, idea pembersihan adalah untuk terlebih dahulu membuang pencemaran organik pada permukaan; kemudian larutkan lapisan oksida; akhirnya mengeluarkan zarah dan pencemaran logam, dan memasifkan permukaan pada masa yang sama.
Kaedah pembersihan biasa
Kaedah kimia sering digunakan untuk membersihkan wafer semikonduktor.
Pembersihan kimia merujuk kepada proses menggunakan pelbagai reagen kimia dan pelarut organik untuk bertindak balas atau melarutkan kekotoran dan kotoran minyak pada permukaan wafer untuk menyahserap kekotoran, dan kemudian bilas dengan sejumlah besar air ternyahion panas dan sejuk ketulenan tinggi untuk mendapatkan permukaan yang bersih.
Pembersihan kimia boleh dibahagikan kepada pembersihan kimia basah dan pembersihan kimia kering, antaranya pembersihan kimia basah masih dominan.
Pembersihan kimia basah
1. Pembersihan kimia basah:
Pembersihan kimia basah terutamanya termasuk rendaman larutan, penyental mekanikal, pembersihan ultrasonik, pembersihan megasonik, penyemburan berputar, dll.
2. Rendaman penyelesaian:
Rendaman larutan ialah kaedah menghilangkan pencemaran permukaan dengan merendam wafer dalam larutan kimia. Ia adalah kaedah yang paling biasa digunakan dalam pembersihan kimia basah. Penyelesaian yang berbeza boleh digunakan untuk membuang pelbagai jenis bahan cemar pada permukaan wafer.
Kebiasaannya, kaedah ini tidak dapat mengeluarkan sepenuhnya kekotoran pada permukaan wafer, jadi ukuran fizikal seperti pemanasan, ultrasound, dan kacau sering digunakan semasa merendam.
3. Penyentalan mekanikal:
Penyentalan mekanikal selalunya digunakan untuk membuang zarah atau sisa organik pada permukaan wafer. Secara umumnya ia boleh dibahagikan kepada dua kaedah:menyental dan menyental secara manual menggunakan pengelap.
Menggosok secara manualadalah kaedah menyental yang paling mudah. Berus keluli tahan karat digunakan untuk memegang bola yang direndam dalam etanol kontang atau pelarut organik lain dan perlahan-lahan menggosok permukaan wafer ke arah yang sama untuk mengeluarkan filem lilin, habuk, gam sisa atau zarah pepejal lain. Kaedah ini mudah menyebabkan calar dan pencemaran yang serius.
Pengelap menggunakan putaran mekanikal untuk menggosok permukaan wafer dengan berus bulu lembut atau berus campuran. Kaedah ini sangat mengurangkan calar pada wafer. Pengelap tekanan tinggi tidak akan mencalarkan wafer kerana kekurangan geseran mekanikal, dan boleh menghilangkan pencemaran dalam alur.
4. Pembersihan ultrasonik:
Pembersihan ultrasonik adalah kaedah pembersihan yang digunakan secara meluas dalam industri semikonduktor. Kelebihannya ialah kesan pembersihan yang baik, operasi mudah, dan juga boleh membersihkan peranti dan bekas yang kompleks.
Kaedah pembersihan ini adalah di bawah tindakan gelombang ultrasonik yang kuat (frekuensi ultrasonik yang biasa digunakan ialah 20s40kHz), dan bahagian yang jarang dan padat akan dijana di dalam medium cecair. Bahagian yang jarang akan menghasilkan gelembung rongga hampir vakum. Apabila gelembung rongga hilang, tekanan tempatan yang kuat akan dihasilkan berhampirannya, memecahkan ikatan kimia dalam molekul untuk melarutkan kekotoran pada permukaan wafer. Pembersihan ultrasonik adalah paling berkesan untuk membuang sisa fluks tidak larut atau tidak larut.
5. Pembersihan megasonik:
Pembersihan megasonik bukan sahaja mempunyai kelebihan pembersihan ultrasonik, tetapi juga mengatasi kekurangannya.
Pembersihan megasonik ialah kaedah pembersihan wafer dengan menggabungkan kesan getaran frekuensi tenaga tinggi (850kHz) dengan tindak balas kimia agen pembersih kimia. Semasa pembersihan, molekul larutan dipercepatkan oleh gelombang megasonik (kelajuan serta-merta maksimum boleh mencapai 30cmVs), dan gelombang bendalir berkelajuan tinggi secara berterusan menjejaskan permukaan wafer, supaya bahan pencemar dan zarah halus melekat pada permukaan wafer dikeluarkan secara paksa dan masukkan larutan pembersih. Menambah surfaktan berasid kepada penyelesaian pembersihan, dalam satu tangan, boleh mencapai tujuan untuk mengeluarkan zarah dan bahan organik pada permukaan penggilap melalui penjerapan surfaktan; sebaliknya, melalui penyepaduan surfaktan dan persekitaran berasid, ia boleh mencapai tujuan menghilangkan pencemaran logam pada permukaan lembaran penggilap. Kaedah ini secara serentak boleh memainkan peranan mengelap mekanikal dan pembersihan kimia.
Pada masa ini, kaedah pembersihan megasonik telah menjadi kaedah yang berkesan untuk membersihkan kepingan penggilap.
6. Kaedah semburan berputar:
Kaedah semburan berputar ialah kaedah yang menggunakan kaedah mekanikal untuk memutarkan wafer pada kelajuan tinggi, dan secara berterusan menyembur cecair (air ternyahion ketulenan tinggi atau cecair pembersih lain) pada permukaan wafer semasa proses putaran untuk menghilangkan kekotoran pada permukaan wafer.
Kaedah ini menggunakan pencemaran pada permukaan wafer untuk larut dalam cecair yang disembur (atau bertindak balas secara kimia dengannya untuk melarut), dan menggunakan kesan emparan putaran berkelajuan tinggi untuk menjadikan cecair yang mengandungi kekotoran diasingkan daripada permukaan wafer. dalam masa.
Kaedah semburan berputar mempunyai kelebihan pembersihan kimia, pembersihan mekanik bendalir, dan penyentalan tekanan tinggi. Pada masa yang sama, kaedah ini juga boleh digabungkan dengan proses pengeringan. Selepas tempoh pembersihan semburan air ternyahion, semburan air dihentikan dan gas semburan digunakan. Pada masa yang sama, kelajuan putaran boleh ditingkatkan untuk meningkatkan daya emparan untuk cepat dehidrasi permukaan wafer.
7.Pembersihan kimia kering
Cucian kering merujuk kepada teknologi pembersihan yang tidak menggunakan penyelesaian.
Teknologi cucian kering yang digunakan pada masa ini termasuk: teknologi pembersihan plasma, teknologi pembersihan fasa gas, teknologi pembersihan rasuk, dsb.
Kelebihan cucian kering adalah proses yang mudah dan tiada pencemaran alam sekitar, tetapi kosnya tinggi dan skop penggunaannya tidak besar buat masa ini.
1. Teknologi pembersihan plasma:
Pembersihan plasma sering digunakan dalam proses penyingkiran fotoresist. Sebilangan kecil oksigen dimasukkan ke dalam sistem tindak balas plasma. Di bawah tindakan medan elektrik yang kuat, oksigen menjana plasma, yang dengan cepat mengoksidakan photoresist ke dalam keadaan gas yang tidak menentu dan diekstrak.
Teknologi pembersihan ini mempunyai kelebihan operasi mudah, kecekapan tinggi, permukaan bersih, tiada calar, dan kondusif untuk memastikan kualiti produk dalam proses degumming. Selain itu, ia tidak menggunakan asid, alkali dan pelarut organik, dan tidak ada masalah seperti pembuangan sisa dan pencemaran alam sekitar. Oleh itu, ia semakin dihargai oleh orang ramai. Walau bagaimanapun, ia tidak boleh mengeluarkan karbon dan kekotoran logam tidak meruap atau logam oksida lain.
2. Teknologi pembersihan fasa gas:
Pembersihan fasa gas merujuk kepada kaedah pembersihan yang menggunakan setara fasa gas bahan yang sepadan dalam proses cecair untuk berinteraksi dengan bahan tercemar pada permukaan wafer untuk mencapai tujuan menyingkirkan kekotoran.
Sebagai contoh, dalam proses CMOS, pembersihan wafer menggunakan interaksi antara HF fasa gas dan wap air untuk mengeluarkan oksida. Biasanya, proses HF yang mengandungi air mesti disertakan dengan proses penyingkiran zarah, manakala penggunaan teknologi pembersihan HF fasa gas tidak memerlukan proses penyingkiran zarah seterusnya.
Kelebihan yang paling penting berbanding dengan proses HF berair adalah penggunaan kimia HF yang jauh lebih kecil dan kecekapan pembersihan yang lebih tinggi.
Mengalu-alukan mana-mana pelanggan dari seluruh dunia untuk melawat kami untuk perbincangan lanjut!
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
Masa siaran: 13 Ogos 2024