Niektóre substancje organiczne i nieorganiczne są wymagane do udziału w produkcji półprzewodników. Ponadto, ponieważ proces zawsze odbywa się w czystym pomieszczeniu z udziałem człowieka, półprzewodnikwaflesą nieuchronnie zanieczyszczone różnymi zanieczyszczeniami.
W zależności od źródła i charakteru zanieczyszczeń można je z grubsza podzielić na cztery kategorie: cząstki, materia organiczna, jony metali i tlenki.
1. Cząsteczki:
Cząstki to głównie niektóre polimery, fotomaski i zanieczyszczenia trawiące.
Zanieczyszczenia takie zwykle adsorbują się na powierzchni płytki za pomocą sił międzycząsteczkowych, wpływając na powstawanie figur geometrycznych i parametry elektryczne procesu fotolitografii urządzenia.
Zanieczyszczenia takie usuwane są głównie poprzez stopniowe zmniejszanie powierzchni ich kontaktu z powierzchniąopłatekmetodami fizycznymi lub chemicznymi.
2. Materia organiczna:
Źródła zanieczyszczeń organicznych są stosunkowo szerokie i obejmują olej ze skóry ludzkiej, bakterie, olej maszynowy, smar próżniowy, fotomaskę, rozpuszczalniki czyszczące itp.
Takie zanieczyszczenia zwykle tworzą warstwę organiczną na powierzchni płytki, zapobiegając przedostawaniu się płynu czyszczącego do powierzchni płytki, co powoduje niecałkowite oczyszczenie powierzchni płytki.
Usuwanie tego typu zanieczyszczeń często odbywa się już w pierwszym etapie procesu czyszczenia, głównie metodami chemicznymi, takimi jak kwas siarkowy i nadtlenek wodoru.
3. Jony metali:
Typowe zanieczyszczenia metalami obejmują żelazo, miedź, aluminium, chrom, żeliwo, tytan, sód, potas, lit itp. Głównymi ich źródłami są różne przybory, rury, odczynniki chemiczne i zanieczyszczenia metalami powstające podczas tworzenia się połączeń metalowych podczas przetwarzania.
Tego typu zanieczyszczenia często usuwa się metodami chemicznymi poprzez tworzenie kompleksów jonów metali.
4. Tlenek:
Kiedy półprzewodnikwaflezostaną wystawione na działanie środowiska zawierającego tlen i wodę, na powierzchni utworzy się naturalna warstwa tlenku. Ta warstwa tlenku będzie utrudniać wiele procesów w produkcji półprzewodników, a także będzie zawierać pewne zanieczyszczenia metaliczne. W pewnych warunkach utworzą defekty elektryczne.
Usuwanie tej warstwy tlenku często kończy się przez namoczenie w rozcieńczonym kwasie fluorowodorowym.
Ogólna sekwencja czyszczenia
Zanieczyszczenia adsorbowane na powierzchni półprzewodnikawaflemożna podzielić na trzy typy: molekularny, jonowy i atomowy.
Wśród nich siła adsorpcji pomiędzy zanieczyszczeniami molekularnymi a powierzchnią płytki jest słaba, a tego typu cząstki zanieczyszczeń są stosunkowo łatwe do usunięcia. Są to przeważnie zanieczyszczenia olejowe o właściwościach hydrofobowych, które mogą zapewnić maskowanie zanieczyszczeń jonowych i atomowych zanieczyszczających powierzchnię płytek półprzewodnikowych, co nie sprzyja usuwaniu tych dwóch rodzajów zanieczyszczeń. Dlatego przy chemicznym czyszczeniu płytek półprzewodnikowych należy w pierwszej kolejności usunąć zanieczyszczenia molekularne.
Dlatego ogólna procedura dotycząca półprzewodnikówopłatekproces czyszczenia to:
De-molekularność-dejonizacja-de-atomizacja-płukanie wodą dejonizowaną.
Dodatkowo, aby usunąć naturalną warstwę tlenku z powierzchni wafla, należy dodać etap namaczania rozcieńczonych aminokwasów. Dlatego ideą czyszczenia jest najpierw usunięcie zanieczyszczeń organicznych z powierzchni; następnie rozpuść warstwę tlenku; ostatecznie usuwa cząsteczki i zanieczyszczenia metaliczne, jednocześnie pasywując powierzchnię.
Typowe metody czyszczenia
Do czyszczenia płytek półprzewodnikowych często stosuje się metody chemiczne.
Czyszczenie chemiczne odnosi się do procesu stosowania różnych odczynników chemicznych i rozpuszczalników organicznych w celu reakcji lub rozpuszczenia zanieczyszczeń i plam olejowych na powierzchni płytki w celu desorpcji zanieczyszczeń, a następnie spłukania dużą ilością gorącej i zimnej wody dejonizowanej o wysokiej czystości w celu uzyskania czystą powierzchnię.
Czyszczenie chemiczne można podzielić na czyszczenie chemiczne na mokro i czyszczenie chemiczne na sucho, wśród których nadal dominuje czyszczenie chemiczne na mokro.
Czyszczenie chemiczne na mokro
1. Czyszczenie chemiczne na mokro:
Czyszczenie chemiczne na mokro obejmuje głównie zanurzanie w roztworze, szorowanie mechaniczne, czyszczenie ultradźwiękowe, czyszczenie megadźwiękowe, natryskiwanie obrotowe itp.
2. Zanurzenie w roztworze:
Zanurzenie w roztworze to metoda usuwania zanieczyszczeń powierzchniowych poprzez zanurzenie płytki w roztworze chemicznym. Jest to najczęściej stosowana metoda mokrego czyszczenia chemicznego. Do usuwania różnego rodzaju zanieczyszczeń z powierzchni płytki można zastosować różne rozwiązania.
Zwykle tą metodą nie można całkowicie usunąć zanieczyszczeń z powierzchni płytki, dlatego podczas zanurzania często stosuje się środki fizyczne, takie jak ogrzewanie, ultradźwięki i mieszanie.
3. Szorowanie mechaniczne:
Do usuwania cząstek lub pozostałości organicznych z powierzchni płytki często stosuje się szorowanie mechaniczne. Ogólnie można to podzielić na dwie metody:szorowanie ręczne i szorowanie wycieraczką.
Ręczne szorowanieto najprostsza metoda szorowania. Za pomocą szczotki ze stali nierdzewnej trzymamy kulkę namoczoną w bezwodnym etanolu lub innym rozpuszczalniku organicznym i delikatnie pocieramy powierzchnię wafla w tym samym kierunku, aby usunąć warstwę wosku, kurz, resztki kleju lub inne cząstki stałe. Metodą tą łatwo spowodować zarysowania i poważne zanieczyszczenia.
Wycieraczka wykorzystuje obrót mechaniczny do pocierania powierzchni płytki za pomocą miękkiej szczotki wełnianej lub szczotki mieszanej. Metoda ta znacznie redukuje zarysowania płytki. Wycieraczka wysokociśnieniowa nie zarysuje płytki ze względu na brak tarcia mechanicznego, a może usunąć zanieczyszczenia z rowka.
4. Czyszczenie ultradźwiękowe:
Czyszczenie ultradźwiękowe jest metodą czyszczenia szeroko stosowaną w przemyśle półprzewodników. Jego zaletami są dobry efekt czyszczenia, prosta obsługa, a także pozwala na czyszczenie skomplikowanych urządzeń i pojemników.
Ta metoda czyszczenia polega na działaniu silnych fal ultradźwiękowych (powszechnie stosowana częstotliwość ultradźwiękowa to 20 s 40 kHz), a wewnątrz ciekłego medium powstają rzadkie i gęste części. Rzadka część wytworzy prawie próżniową bańkę wnękową. Kiedy pęcherzyk wnęki zniknie, w jego pobliżu wytworzy się silne lokalne ciśnienie, które rozerwie wiązania chemiczne w cząsteczkach i rozpuści zanieczyszczenia na powierzchni płytki. Czyszczenie ultradźwiękowe jest najskuteczniejsze w usuwaniu nierozpuszczalnych lub nierozpuszczalnych pozostałości topnika.
5. Czyszczenie megadźwiękowe:
Czyszczenie megadźwiękowe nie tylko ma zalety czyszczenia ultradźwiękowego, ale także przezwycięża jego wady.
Czyszczenie megadźwiękowe to metoda czyszczenia płytek ceramicznych polegająca na połączeniu efektu wibracji o wysokiej energii (850 kHz) o częstotliwości z reakcją chemiczną chemicznych środków czyszczących. Podczas czyszczenia cząsteczki roztworu są przyspieszane przez falę megadźwiękową (maksymalna chwilowa prędkość może osiągnąć 30 cmVs), a szybka fala płynu w sposób ciągły uderza w powierzchnię płytki, tak że zanieczyszczenia i drobne cząstki przyczepione do powierzchni płytki są usuwane na siłę i dostają się do roztworu czyszczącego. Z jednej strony dodanie kwaśnych środków powierzchniowo czynnych do roztworu czyszczącego może osiągnąć cel polegający na usunięciu cząstek i substancji organicznych z powierzchni polerskiej poprzez adsorpcję środków powierzchniowo czynnych; z drugiej strony, poprzez integrację środków powierzchniowo czynnych i środowiska kwaśnego, może osiągnąć cel polegający na usunięciu zanieczyszczeń metalicznych z powierzchni arkusza polerskiego. Metoda ta może jednocześnie pełnić rolę wycierania mechanicznego i czyszczenia chemicznego.
Obecnie metoda czyszczenia megadźwiękowego stała się skuteczną metodą czyszczenia blach polerskich.
6. Metoda natrysku rotacyjnego:
Metoda natryskiwania obrotowego to metoda wykorzystująca metody mechaniczne do obracania płytki z dużą prędkością i w sposób ciągły natryskiwania cieczy (dejonizowanej wody o wysokiej czystości lub innego płynu czyszczącego) na powierzchnię płytki podczas procesu obracania w celu usunięcia zanieczyszczeń z płytki powierzchnię wafla.
Metoda ta wykorzystuje zanieczyszczenia znajdujące się na powierzchni płytki do rozpuszczenia w rozpylanej cieczy (lub reakcji chemicznej z nią w celu rozpuszczenia) oraz wykorzystuje efekt odśrodkowy w wyniku szybkiego obrotu w celu oddzielenia cieczy zawierającej zanieczyszczenia od powierzchni płytki punktualnie.
Metoda natrysku obrotowego ma zalety czyszczenia chemicznego, czyszczenia mechanicznego płynów i szorowania pod wysokim ciśnieniem. Jednocześnie metodę tę można połączyć także z procesem suszenia. Po okresie czyszczenia natryskowego wodą dejonizowaną, natrysk wody zostaje zatrzymany i stosuje się gaz natryskowy. Jednocześnie można zwiększyć prędkość obrotową, aby zwiększyć siłę odśrodkową i szybko odwodnić powierzchnię płytki.
7.Czyszczenie chemiczne na sucho
Czyszczenie na sucho odnosi się do technologii czyszczenia, która nie wykorzystuje roztworów.
Obecnie stosowane technologie czyszczenia na sucho obejmują: technologię czyszczenia plazmowego, technologię czyszczenia w fazie gazowej, technologię czyszczenia belkowego itp.
Zaletą czyszczenia na sucho jest prosty proces i brak zanieczyszczenia środowiska, ale koszt jest wysoki, a zakres zastosowań na razie niewielki.
1. Technologia czyszczenia plazmowego:
W procesie usuwania fotomaski często stosuje się czyszczenie plazmowe. Do plazmowego układu reakcyjnego wprowadzana jest niewielka ilość tlenu. Pod działaniem silnego pola elektrycznego tlen wytwarza plazmę, która szybko utlenia fotomaskę do stanu lotnego gazu i jest ekstrahowana.
Ta technologia czyszczenia ma zalety łatwej obsługi, wysokiej wydajności, czystej powierzchni, braku zarysowań i sprzyja zapewnieniu jakości produktu w procesie odśluzowywania. Co więcej, nie wykorzystuje kwasów, zasad i rozpuszczalników organicznych, a także nie ma problemów związanych z utylizacją odpadów i zanieczyszczeniem środowiska. Dlatego jest coraz bardziej ceniony przez ludzi. Nie jest jednak w stanie usunąć węgla ani innych nielotnych zanieczyszczeń metalicznych lub tlenków metali.
2. Technologia czyszczenia fazy gazowej:
Czyszczenie w fazie gazowej odnosi się do metody czyszczenia, w której wykorzystuje się odpowiednik fazy gazowej odpowiedniej substancji w procesie ciekłym do interakcji z zanieczyszczoną substancją na powierzchni płytki w celu usunięcia zanieczyszczeń.
Na przykład w procesie CMOS czyszczenie płytek wykorzystuje interakcję między fazą gazową HF i parą wodną w celu usunięcia tlenków. Zwykle procesowi HF zawierającemu wodę musi towarzyszyć proces usuwania cząstek, natomiast zastosowanie technologii czyszczenia HF w fazie gazowej nie wymaga późniejszego procesu usuwania cząstek.
Najważniejszymi zaletami w porównaniu z wodnym procesem HF jest znacznie mniejsze zużycie chemikaliów HF i wyższa skuteczność czyszczenia.
Zapraszamy wszystkich klientów z całego świata do odwiedzenia nas w celu dalszej dyskusji!
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
Czas publikacji: 13 sierpnia 2024 r