Noen organiske og uorganiske stoffer kreves for å delta i halvlederproduksjon. I tillegg, siden prosessen alltid utføres i et rent rom med menneskelig deltakelse, halvlederoblaterer uunngåelig forurenset av forskjellige urenheter.
I henhold til kilden og arten til forurensningene kan de grovt deles inn i fire kategorier: partikler, organisk materiale, metallioner og oksider.
1. Partikler:
Partikler er hovedsakelig noen polymerer, fotoresister og etsende urenheter.
Slike forurensninger er vanligvis avhengige av intermolekylære krefter for å adsorbere på overflaten av waferen, noe som påvirker dannelsen av geometriske figurer og elektriske parametere for enhetens fotolitografiprosess.
Slike forurensninger fjernes hovedsakelig ved gradvis å redusere deres kontaktflate med overflaten avoblatgjennom fysiske eller kjemiske metoder.
2. Organisk materiale:
Kildene til organiske urenheter er relativt brede, slik som human hudolje, bakterier, maskinolje, vakuumfett, fotoresist, rengjøringsmidler, etc.
Slike forurensninger danner vanligvis en organisk film på overflaten av waferen for å forhindre at rensevæsken når overflaten av waferen, noe som resulterer i ufullstendig rengjøring av waferens overflate.
Fjerning av slike forurensninger utføres ofte i det første trinnet av renseprosessen, hovedsakelig ved bruk av kjemiske metoder som svovelsyre og hydrogenperoksid.
3. Metallioner:
Vanlige metallurenheter inkluderer jern, kobber, aluminium, krom, støpejern, titan, natrium, kalium, litium, etc. Hovedkildene er ulike redskaper, rør, kjemiske reagenser og metallforurensning som genereres når metallforbindelser dannes under prosessering.
Denne typen urenheter fjernes ofte ved kjemiske metoder gjennom dannelse av metallionkomplekser.
4. Oksyd:
Når halvlederoblaterblir utsatt for et miljø som inneholder oksygen og vann, vil det dannes et naturlig oksidlag på overflaten. Denne oksidfilmen vil hindre mange prosesser i halvlederproduksjon og inneholder også visse metallurenheter. Under visse forhold vil de danne elektriske defekter.
Fjerningen av denne oksidfilmen fullføres ofte ved bløtlegging i fortynnet flussyre.
Generell rengjøringssekvens
Urenheter adsorbert på overflaten av halvlederenoblaterkan deles inn i tre typer: molekylær, ionisk og atomær.
Blant dem er adsorpsjonskraften mellom molekylære urenheter og overflaten av waferen svak, og denne typen urenhetspartikler er relativt enkle å fjerne. De er for det meste oljeaktige urenheter med hydrofobe egenskaper, som kan gi maskering for ioniske og atomære urenheter som forurenser overflaten av halvlederskiver, noe som ikke bidrar til å fjerne disse to typene urenheter. Derfor, ved kjemisk rengjøring av halvlederskiver, bør molekylære urenheter fjernes først.
Derfor er den generelle prosedyren for halvlederoblatrenseprosessen er:
De-molekylarisering-deionisering-de-atomisering-avionisert vannskylling.
I tillegg, for å fjerne det naturlige oksidlaget på overflaten av waferen, må det legges til et fortynnet aminosyrebløtleggingstrinn. Derfor er tanken med rengjøring først å fjerne organisk forurensning på overflaten; oppløs deretter oksidlaget; fjern til slutt partikler og metallforurensning, og passiver overflaten samtidig.
Vanlige rengjøringsmetoder
Kjemiske metoder brukes ofte for rengjøring av halvlederskiver.
Kjemisk rengjøring refererer til prosessen med å bruke forskjellige kjemiske reagenser og organiske løsningsmidler for å reagere eller løse opp urenheter og oljeflekker på overflaten av waferen for å desorbere urenheter, og deretter skylle med en stor mengde høyrent varmt og kaldt avionisert vann for å oppnå en ren overflate.
Kjemisk rensing kan deles inn i våtkjemisk rens og tørr kjemisk rens, hvorav våt kjemisk rens fortsatt er dominerende.
Våt kjemisk rengjøring
1. Våtkjemisk rengjøring:
Våtkjemisk rengjøring inkluderer hovedsakelig nedsenking av oppløsning, mekanisk skrubbing, ultralydrengjøring, megasonisk rengjøring, roterende spraying, etc.
2. Nedsenking av løsning:
Nedsenking i løsning er en metode for å fjerne overflateforurensning ved å senke waferen i en kjemisk løsning. Det er den mest brukte metoden for våt kjemisk rengjøring. Ulike løsninger kan brukes for å fjerne ulike typer forurensninger på overflaten av waferen.
Vanligvis kan denne metoden ikke fjerne urenheter på overflaten av skiven fullstendig, så fysiske tiltak som oppvarming, ultralyd og omrøring brukes ofte under nedsenking.
3. Mekanisk skrubbing:
Mekanisk skrubbing brukes ofte for å fjerne partikler eller organiske rester på overflaten av waferen. Det kan generelt deles inn i to metoder:manuell skrubbing og skrubbing med en visker.
Manuell skrubbinger den enkleste skrubbemetoden. En børste av rustfritt stål brukes til å holde en kule fuktet i vannfri etanol eller andre organiske løsemidler og forsiktig gni overflaten av waferen i samme retning for å fjerne voksfilm, støv, rester av lim eller andre faste partikler. Denne metoden er lett å forårsake riper og alvorlig forurensning.
Viskeren bruker mekanisk rotasjon for å gni overflaten av waferen med en myk ullbørste eller en blandet børste. Denne metoden reduserer ripene på waferen betraktelig. Høytrykksviskeren vil ikke ripe opp skiven på grunn av mangel på mekanisk friksjon, og kan fjerne forurensningen i sporet.
4. Ultralydrengjøring:
Ultralydrensing er en rensemetode som er mye brukt i halvlederindustrien. Fordelene er god rengjøringseffekt, enkel betjening, og kan også rengjøre komplekse enheter og beholdere.
Denne rensemetoden er under påvirkning av sterke ultralydbølger (den vanligste ultralydfrekvensen er 20s40kHz), og sparsomme og tette deler vil genereres inne i det flytende mediet. Den sparsomme delen vil produsere en nesten vakuumboble. Når hulromsboblen forsvinner, vil et sterkt lokalt trykk genereres i nærheten av den, som bryter de kjemiske bindingene i molekylene for å løse opp urenhetene på waferoverflaten. Ultralydrengjøring er mest effektivt for å fjerne uløselige eller uløselige flussrester.
5. Megasonisk rengjøring:
Megasonisk rengjøring har ikke bare fordelene med ultralydrengjøring, men overvinner også manglene.
Megasonic-rengjøring er en metode for rengjøring av wafere ved å kombinere høy-energi (850kHz) frekvens vibrasjonseffekt med den kjemiske reaksjonen av kjemiske rengjøringsmidler. Under rengjøring akselereres løsningsmolekylene av megasonisk bølge (den maksimale øyeblikkelige hastigheten kan nå 30 cmVs), og høyhastighetsvæskebølgen påvirker kontinuerlig overflaten av skiven, slik at forurensningene og de fine partiklene festet til overflaten av skiven. wafer fjernes med makt og går inn i rengjøringsløsningen. Tilsetning av sure overflateaktive stoffer til rengjøringsløsningen kan på den ene siden oppnå formålet med å fjerne partikler og organisk materiale på poleringsoverflaten gjennom adsorpsjon av overflateaktive stoffer; på den annen side, gjennom integrering av overflateaktive stoffer og surt miljø, kan det oppnå formålet med å fjerne metallforurensning på overflaten av poleringsarket. Denne metoden kan samtidig spille rollen som mekanisk tørking og kjemisk rengjøring.
For tiden har megasonisk rengjøringsmetode blitt en effektiv metode for rengjøring av poleringsark.
6. Roterende spraymetode:
Den roterende spraymetoden er en metode som bruker mekaniske metoder for å rotere waferen med høy hastighet, og kontinuerlig sprayer væske (avionisert vann med høy renhet eller annen rensevæske) på overflaten av waferen under rotasjonsprosessen for å fjerne urenheter på waferen. overflaten av waferen.
Denne metoden bruker forurensningen på overflaten av waferen for å løse seg opp i den sprayede væsken (eller reagere kjemisk med den for å oppløses), og bruker sentrifugaleffekten av høyhastighetsrotasjon for å få væsken som inneholder urenheter å skille fra overflaten av waferen. i tide.
Den roterende spraymetoden har fordelene med kjemisk rengjøring, væskemekanisk rengjøring og høytrykksskrubbing. Samtidig kan denne metoden også kombineres med tørkeprosessen. Etter en periode med avionisert vannsprayrengjøring, stoppes vannsprayen og en spraygass brukes. Samtidig kan rotasjonshastigheten økes for å øke sentrifugalkraften for raskt å dehydrere overflaten av skiven.
7.Tørrkjemisk rengjøring
Rensing refererer til renseteknologi som ikke bruker løsninger.
Renseteknologiene som for tiden brukes inkluderer: plasmarenseteknologi, gassfaserenseteknologi, strålerenseteknologi, etc.
Fordelene med renseri er enkel prosess og ingen miljøforurensning, men kostnadene er høye og bruksomfanget er foreløpig ikke stort.
1. Plasmarenseteknologi:
Plasmarengjøring brukes ofte i prosessen for fjerning av fotoresist. En liten mengde oksygen innføres i plasmareaksjonssystemet. Under påvirkning av et sterkt elektrisk felt genererer oksygenet plasma, som raskt oksiderer fotoresisten til en flyktig gasstilstand og ekstraheres.
Denne rengjøringsteknologien har fordelene med enkel betjening, høy effektivitet, ren overflate, ingen riper, og bidrar til å sikre produktkvalitet i avgummingsprosessen. Dessuten bruker den ikke syrer, alkalier og organiske løsemidler, og det er ingen problemer som avfallshåndtering og miljøforurensning. Derfor blir det i økende grad verdsatt av folk. Den kan imidlertid ikke fjerne karbon og andre ikke-flyktige metall- eller metalloksidurenheter.
2. Gassfase renseteknologi:
Gassfaserensing refererer til en rensemetode som bruker gassfaseekvivalenten til det tilsvarende stoffet i væskeprosessen for å samhandle med det forurensede stoffet på overflaten av waferen for å oppnå formålet med å fjerne urenheter.
For eksempel, i CMOS-prosessen, bruker wafer-rensingen interaksjonen mellom gassfase HF og vanndamp for å fjerne oksider. Vanligvis må HF-prosessen som inneholder vann ledsages av en partikkelfjerningsprosess, mens bruk av gassfase HF-renseteknologi ikke krever en påfølgende partikkelfjerningsprosess.
De viktigste fordelene sammenlignet med den vandige HF-prosessen er mye mindre HF-kjemikalieforbruk og høyere renseeffektivitet.
Velkommen alle kunder fra hele verden til å besøke oss for en videre diskusjon!
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
Innleggstid: 13. august 2024