Sommige organische en anorganische stoffen zijn nodig om deel te nemen aan de productie van halfgeleiders. Omdat het proces altijd wordt uitgevoerd in een cleanroom met menselijke deelname, halfgeleiderswafeltjeszijn onvermijdelijk verontreinigd met verschillende onzuiverheden.
Afhankelijk van de bron en de aard van de verontreinigingen kunnen deze grofweg in vier categorieën worden verdeeld: deeltjes, organisch materiaal, metaalionen en oxiden.
1. Deeltjes:
Deeltjes zijn voornamelijk enkele polymeren, fotoresisten en etsonzuiverheden.
Dergelijke verontreinigingen zijn gewoonlijk afhankelijk van intermoleculaire krachten om op het oppervlak van de wafel te adsorberen, waardoor de vorming van geometrische figuren en elektrische parameters van het fotolithografieproces van het apparaat wordt beïnvloed.
Dergelijke verontreinigingen worden voornamelijk verwijderd door het contactoppervlak met het oppervlak van de vloer geleidelijk te verkleinenwafeltjevia fysische of chemische methoden.
2. Organische stof:
De bronnen van organische onzuiverheden zijn relatief breed, zoals menselijke huidolie, bacteriën, machineolie, vacuümvet, fotoresist, schoonmaakmiddelen, enz.
Dergelijke verontreinigingen vormen gewoonlijk een organische film op het oppervlak van de wafel om te voorkomen dat de reinigingsvloeistof het oppervlak van de wafel bereikt, wat resulteert in een onvolledige reiniging van het wafeloppervlak.
Het verwijderen van dergelijke verontreinigingen gebeurt vaak in de eerste stap van het reinigingsproces, waarbij vooral gebruik wordt gemaakt van chemische methoden zoals zwavelzuur en waterstofperoxide.
3. Metaalionen:
Veel voorkomende metaalonzuiverheden zijn onder meer ijzer, koper, aluminium, chroom, gietijzer, titanium, natrium, kalium, lithium, enz. De belangrijkste bronnen zijn verschillende gebruiksvoorwerpen, pijpen, chemische reagentia en metaalvervuiling die ontstaat wanneer metaalverbindingen tijdens de verwerking worden gevormd.
Dit type onzuiverheid wordt vaak verwijderd door chemische methoden door de vorming van metaalioncomplexen.
4. Oxide:
Wanneer halfgeleiderwafeltjesworden blootgesteld aan een omgeving die zuurstof en water bevat, zal er een natuurlijke oxidelaag op het oppervlak ontstaan. Deze oxidefilm zal veel processen bij de productie van halfgeleiders belemmeren en bevat ook bepaalde metaalverontreinigingen. Onder bepaalde omstandigheden zullen ze elektrische defecten veroorzaken.
De verwijdering van deze oxidefilm wordt vaak voltooid door weken in verdund fluorwaterstofzuur.
Algemene reinigingsvolgorde
Onzuiverheden geadsorbeerd op het oppervlak van halfgeleiderswafeltjeskan worden onderverdeeld in drie typen: moleculair, ionisch en atomair.
Onder hen is de adsorptiekracht tussen moleculaire onzuiverheden en het oppervlak van de wafel zwak, en dit type onzuiverheidsdeeltjes is relatief eenvoudig te verwijderen. Het zijn meestal olieachtige onzuiverheden met hydrofobe eigenschappen, die kunnen zorgen voor maskering van ionische en atomaire onzuiverheden die het oppervlak van halfgeleiderwafels vervuilen, wat niet bevorderlijk is voor de verwijdering van deze twee soorten onzuiverheden. Daarom moeten bij het chemisch reinigen van halfgeleiderwafels eerst moleculaire onzuiverheden worden verwijderd.
Daarom de algemene procedure van halfgeleiderswafeltjehet reinigingsproces is:
Demolecularisatie-deïonisatie-de-atomisatie-spoelen met gedeïoniseerd water.
Om de natuurlijke oxidelaag op het oppervlak van de wafel te verwijderen, moet bovendien een stap van het weken van verdunde aminozuren worden toegevoegd. Daarom is het idee van schoonmaken om eerst organische vervuiling van het oppervlak te verwijderen; los vervolgens de oxidelaag op; verwijder ten slotte deeltjes en metaalverontreiniging en passiveer tegelijkertijd het oppervlak.
Gemeenschappelijke reinigingsmethoden
Chemische methoden worden vaak gebruikt voor het reinigen van halfgeleiderwafels.
Chemische reiniging verwijst naar het proces waarbij verschillende chemische reagentia en organische oplosmiddelen worden gebruikt om onzuiverheden en olievlekken op het oppervlak van de wafel te laten reageren of op te lossen om onzuiverheden te desorberen, en vervolgens te spoelen met een grote hoeveelheid zeer zuiver heet en koud gedeïoniseerd water om te verkrijgen een schoon oppervlak.
Chemische reiniging kan worden onderverdeeld in natchemische reiniging en droogchemische reiniging, waarbij natchemische reiniging nog steeds dominant is.
Nat chemische reiniging
1. Natchemische reiniging:
Natchemische reiniging omvat voornamelijk onderdompeling in oplossing, mechanisch schrobben, ultrasoon reinigen, megasoon reinigen, roterend spuiten, enz.
2. Oplossingsonderdompeling:
Oplossingsonderdompeling is een methode om oppervlakteverontreiniging te verwijderen door de wafer in een chemische oplossing onder te dompelen. Het is de meest gebruikte methode bij natchemische reiniging. Er kunnen verschillende oplossingen worden gebruikt om verschillende soorten verontreinigingen van het oppervlak van de wafer te verwijderen.
Meestal kan deze methode de onzuiverheden op het oppervlak van de wafel niet volledig verwijderen, dus worden tijdens het onderdompelen vaak fysieke maatregelen genomen zoals verwarming, ultrageluid en roeren.
3. Mechanisch schrobben:
Mechanisch schrobben wordt vaak gebruikt om deeltjes of organische resten op het oppervlak van de wafer te verwijderen. Het kan over het algemeen in twee methoden worden verdeeld:handmatig schrobben en schrobben met een wisser.
Handmatig schrobbenis de eenvoudigste schrobmethode. Een roestvrijstalen borstel wordt gebruikt om een bal gedrenkt in watervrije ethanol of andere organische oplosmiddelen vast te houden en zachtjes over het oppervlak van de wafel in dezelfde richting te wrijven om wasfilm, stof, lijmresten of andere vaste deeltjes te verwijderen. Deze methode veroorzaakt gemakkelijk krassen en ernstige vervuiling.
De wisser maakt gebruik van mechanische rotatie om het oppervlak van de wafel te wrijven met een zachte wolborstel of een gemengde borstel. Deze methode vermindert de krassen op de wafer aanzienlijk. De hogedrukwisser zal door het ontbreken van mechanische wrijving geen krassen op de wafer veroorzaken en kan de vervuiling in de groef verwijderen.
4. Ultrasoon reinigen:
Ultrasoon reinigen is een reinigingsmethode die veel wordt toegepast in de halfgeleiderindustrie. De voordelen zijn een goed reinigend effect, eenvoudige bediening en het kan ook complexe apparaten en containers reinigen.
Deze reinigingsmethode staat onder invloed van sterke ultrasone golven (de algemeen gebruikte ultrasone frequentie is 20s40kHz), en er zullen dunne en dichte delen in het vloeibare medium worden gegenereerd. Het dunne deel zal een bijna vacuümbel in de holte produceren. Wanneer de holtebel verdwijnt, zal er in de buurt een sterke lokale druk worden gegenereerd, waardoor de chemische bindingen in de moleculen worden verbroken en de onzuiverheden op het wafeloppervlak worden opgelost. Ultrasoon reinigen is het meest effectief voor het verwijderen van onoplosbare of onoplosbare vloeimiddelresten.
5. Megasonische reiniging:
Megasoon reinigen heeft niet alleen de voordelen van ultrasoon reinigen, maar overwint ook de tekortkomingen ervan.
Megasonische reiniging is een methode voor het reinigen van wafers door het hoogenergetische (850 kHz) trillingseffect te combineren met de chemische reactie van chemische reinigingsmiddelen. Tijdens het reinigen worden de oplossingsmoleculen versneld door de megasonische golf (de maximale momentane snelheid kan 30 cmVs bereiken), en de snelle vloeistofgolf heeft voortdurend invloed op het oppervlak van de wafel, zodat de verontreinigende stoffen en fijne deeltjes die aan het oppervlak van de wafel vastzitten, wafer worden met geweld verwijderd en komen in de reinigingsoplossing terecht. Door aan de ene kant zure oppervlakteactieve stoffen aan de reinigingsoplossing toe te voegen, kan het doel van het verwijderen van deeltjes en organisch materiaal op het polijstoppervlak worden bereikt door de adsorptie van oppervlakteactieve stoffen; aan de andere kant kan het door de integratie van oppervlakteactieve stoffen en een zure omgeving het doel bereiken van het verwijderen van metaalverontreiniging op het oppervlak van de polijstplaat. Deze methode kan tegelijkertijd de rol spelen van mechanisch vegen en chemisch reinigen.
Momenteel is de megasonische reinigingsmethode een effectieve methode geworden voor het reinigen van polijstplaten.
6. Roterende spuitmethode:
De roterende spuitmethode is een methode waarbij gebruik wordt gemaakt van mechanische methoden om de wafel met hoge snelheid te roteren, en waarbij tijdens het rotatieproces continu vloeistof (zeer zuiver gedeïoniseerd water of een andere reinigingsvloeistof) op het oppervlak van de wafel wordt gespoten om onzuiverheden op de wafel te verwijderen. oppervlak van de wafel.
Deze methode maakt gebruik van de verontreiniging op het oppervlak van de wafer om op te lossen in de gespoten vloeistof (of er chemisch mee te reageren om op te lossen), en gebruikt het centrifugale effect van rotatie op hoge snelheid om de vloeistof die onzuiverheden bevat te scheiden van het oppervlak van de wafer op tijd.
De roterende spuitmethode heeft de voordelen van chemisch reinigen, vloeistofmechanisch reinigen en hogedrukschrobben. Tegelijkertijd kan deze methode ook worden gecombineerd met het droogproces. Na een periode van sproeireiniging met gedeïoniseerd water wordt de watersproeiing gestopt en wordt een sproeigas gebruikt. Tegelijkertijd kan de rotatiesnelheid worden verhoogd om de centrifugaalkracht te vergroten en zo het oppervlak van de wafel snel te dehydrateren.
7.Droog chemisch reinigen
Stomerij verwijst naar reinigingstechnologie waarbij geen gebruik wordt gemaakt van oplossingen.
De momenteel gebruikte stomerijtechnologieën omvatten: plasmareinigingstechnologie, gasfasereinigingstechnologie, straalreinigingstechnologie, enz.
De voordelen van stomerij zijn een eenvoudig proces en geen milieuvervuiling, maar de kosten zijn hoog en het toepassingsgebied is voorlopig niet groot.
1. Plasmareinigingstechnologie:
Plasmareiniging wordt vaak gebruikt bij het verwijderen van fotoresist. Een kleine hoeveelheid zuurstof wordt in het plasmareactiesysteem ingebracht. Onder invloed van een sterk elektrisch veld genereert de zuurstof plasma, dat de fotoresist snel oxideert tot een vluchtige gastoestand en wordt geëxtraheerd.
Deze reinigingstechnologie heeft de voordelen van eenvoudige bediening, hoog rendement, schoon oppervlak, geen krassen en is bevorderlijk voor het waarborgen van de productkwaliteit tijdens het ontgomproces. Bovendien worden er geen zuren, logen en organische oplosmiddelen gebruikt en zijn er geen problemen zoals afvalverwerking en milieuvervuiling. Daarom wordt het door mensen steeds meer gewaardeerd. Het kan echter geen koolstof en andere niet-vluchtige metaal- of metaaloxide-onzuiverheden verwijderen.
2. Gasfasereinigingstechnologie:
Gasfasereiniging verwijst naar een reinigingsmethode waarbij het gasfase-equivalent van de overeenkomstige stof in het vloeistofproces wordt gebruikt om in wisselwerking te treden met de verontreinigde stof op het oppervlak van de wafer om het doel van het verwijderen van onzuiverheden te bereiken.
In het CMOS-proces maakt de waferreiniging bijvoorbeeld gebruik van de interactie tussen gasfase HF en waterdamp om oxiden te verwijderen. Meestal moet het HF-proces dat water bevat gepaard gaan met een deeltjesverwijderingsproces, terwijl het gebruik van HF-reinigingstechnologie in de gasfase geen aansluitend deeltjesverwijderingsproces vereist.
De belangrijkste voordelen ten opzichte van het waterige HF-proces zijn een veel kleiner HF-chemicaliënverbruik en een hogere reinigingsefficiëntie.
Welkom alle klanten van over de hele wereld om ons te bezoeken voor een verdere discussie!
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
Posttijd: 13 augustus 2024