Unele substanțe organice și anorganice sunt necesare pentru a participa la fabricarea semiconductorilor. În plus, deoarece procesul se desfășoară întotdeauna într-o cameră curată cu participare umană, semiconductornapolitanesunt inevitabil contaminate de diverse impurități.
În funcție de sursa și natura contaminanților, aceștia pot fi împărțiți aproximativ în patru categorii: particule, materie organică, ioni metalici și oxizi.
1. Particule:
Particulele sunt în principal niște polimeri, fotorezistenți și impurități de gravare.
Astfel de contaminanți se bazează de obicei pe forțele intermoleculare pentru a se adsorbi pe suprafața plachetei, afectând formarea figurilor geometrice și a parametrilor electrici ai procesului de fotolitografie a dispozitivului.
Astfel de contaminanți sunt îndepărtați în principal prin reducerea treptată a zonei lor de contact cu suprafațanapolitanaprin metode fizice sau chimice.
2. Materie organică:
Sursele de impurități organice sunt relativ largi, cum ar fi uleiul de piele umană, bacteriile, uleiul pentru mașini, grăsimea de vacuum, fotorezist, solvenții de curățare etc.
Astfel de contaminanți formează de obicei o peliculă organică pe suprafața plachetei pentru a împiedica lichidul de curățare să ajungă la suprafața plachetei, rezultând o curățare incompletă a suprafeței plachetei.
Îndepărtarea acestor contaminanți este adesea efectuată în prima etapă a procesului de curățare, în principal folosind metode chimice precum acidul sulfuric și peroxidul de hidrogen.
3. Ioni metalici:
Impuritățile metalice obișnuite includ fier, cupru, aluminiu, crom, fontă, titan, sodiu, potasiu, litiu etc. Principalele surse sunt diverse ustensile, țevi, reactivi chimici și poluarea metalică generată atunci când se formează interconexiunile metalice în timpul procesării.
Acest tip de impuritate este adesea îndepărtat prin metode chimice prin formarea de complexe de ioni metalici.
4. Oxid:
Când semiconductornapolitanesunt expuși la un mediu care conține oxigen și apă, la suprafață se va forma un strat natural de oxid. Acest film de oxid va împiedica multe procese în fabricarea semiconductorilor și, de asemenea, va conține anumite impurități metalice. În anumite condiții, vor forma defecte electrice.
Îndepărtarea acestui film de oxid este adesea finalizată prin înmuierea în acid fluorhidric diluat.
Secvența generală de curățare
Impurități adsorbite pe suprafața semiconductoruluinapolitanepot fi împărțite în trei tipuri: moleculare, ionice și atomice.
Printre acestea, forța de adsorbție dintre impuritățile moleculare și suprafața plachetei este slabă, iar acest tip de particule de impurități este relativ ușor de îndepărtat. Sunt în mare parte impurități uleioase cu caracteristici hidrofobe, care pot asigura mascarea impurităților ionice și atomice care contaminează suprafața plachetelor semiconductoare, ceea ce nu este propice pentru îndepărtarea acestor două tipuri de impurități. Prin urmare, atunci când curățați chimic plachetele semiconductoare, impuritățile moleculare trebuie îndepărtate mai întâi.
Prin urmare, procedura generală a semiconductorilornapolitanaprocesul de curatare este:
De-molecularizare-deionizare-de-atomizare-clătire cu apă deionizată.
În plus, pentru a îndepărta stratul de oxid natural de pe suprafața plachetei, trebuie adăugată o etapă de înmuiere a aminoacizilor diluați. Prin urmare, ideea de curățare este de a elimina mai întâi contaminarea organică de pe suprafață; apoi se dizolvă stratul de oxid; în cele din urmă, îndepărtați particulele și contaminarea cu metal și pasivăți suprafața în același timp.
Metode comune de curățare
Metodele chimice sunt adesea folosite pentru curățarea plachetelor semiconductoare.
Curățarea chimică se referă la procesul de utilizare a diverșilor reactivi chimici și solvenți organici pentru a reacționa sau dizolva impuritățile și petele de ulei de pe suprafața plachetei pentru a desorbi impuritățile, apoi clătiți cu o cantitate mare de apă deionizată fierbinte și rece de înaltă puritate pentru a obține o suprafață curată.
Curățarea chimică poate fi împărțită în curățare chimică umedă și curățare chimică uscată, printre care curățarea chimică umedă este încă dominantă.
Curățare chimică umedă
1. Curățare chimică umedă:
Curățarea chimică umedă include în principal imersarea în soluție, spălarea mecanică, curățarea cu ultrasunete, curățarea megasonică, pulverizarea rotativă etc.
2. Imersie în soluție:
Imersia în soluție este o metodă de îndepărtare a contaminării suprafeței prin scufundarea plachetei într-o soluție chimică. Este cea mai folosită metodă în curățarea chimică umedă. Diferite soluții pot fi utilizate pentru a îndepărta diferite tipuri de contaminanți de pe suprafața plachetei.
De obicei, această metodă nu poate elimina complet impuritățile de pe suprafața plachetei, astfel încât măsurile fizice precum încălzirea, ultrasunetele și agitarea sunt adesea folosite în timpul imersării.
3. Spălare mecanică:
Spălarea mecanică este adesea folosită pentru a îndepărta particulele sau reziduurile organice de pe suprafața plachetei. În general, poate fi împărțit în două metode:spălare manuală și spălare cu un ștergător.
Spălare manualăeste cea mai simplă metodă de spălare. O perie din oțel inoxidabil este folosită pentru a ține o minge înmuiată în etanol anhidru sau alți solvenți organici și frecați ușor suprafața napolitanei în aceeași direcție pentru a îndepărta pelicula de ceară, praful, lipiciul rezidual sau alte particule solide. Această metodă este ușor de provocat zgârieturi și poluare gravă.
Ștergătorul folosește rotația mecanică pentru a freca suprafața vafei cu o perie moale de lână sau o perie mixtă. Această metodă reduce foarte mult zgârieturile de pe napolitană. Ștergătorul de înaltă presiune nu va zgâria napolitana din cauza lipsei de frecare mecanică și poate elimina contaminarea din canelură.
4. Curățare cu ultrasunete:
Curățarea cu ultrasunete este o metodă de curățare utilizată pe scară largă în industria semiconductoarelor. Avantajele sale sunt efectul de curățare bun, funcționarea simplă și, de asemenea, poate curăța dispozitive și containere complexe.
Această metodă de curățare este sub acțiunea undelor ultrasonice puternice (frecvența ultrasonică utilizată în mod obișnuit este de 20s40kHz), iar părțile rare și dense vor fi generate în interiorul mediului lichid. Partea rară va produce o bule de cavitate aproape de vid. Când bula din cavitate dispare, în apropierea acesteia se va genera o presiune locală puternică, rupând legăturile chimice din molecule pentru a dizolva impuritățile de pe suprafața plachetei. Curățarea cu ultrasunete este cea mai eficientă pentru îndepărtarea reziduurilor de flux insolubile sau insolubile.
5. Curățare megasonică:
Curățarea megasonică nu numai că are avantajele curățării cu ultrasunete, ci depășește și neajunsurile acesteia.
Curățarea megasonică este o metodă de curățare a napolitanelor prin combinarea efectului de vibrație de frecvență de înaltă energie (850 kHz) cu reacția chimică a agenților de curățare chimici. În timpul curățării, moleculele de soluție sunt accelerate de unda megasonică (viteza maximă instantanee poate atinge 30 cmVs), iar unda de fluid de mare viteză afectează continuu suprafața plachetei, astfel încât poluanții și particulele fine atașate la suprafața napolitana sunt îndepărtate forțat și intră în soluția de curățare. Adăugarea de agenți tensioactivi acizi la soluția de curățare, pe de o parte, poate atinge scopul de a îndepărta particulele și materia organică de pe suprafața de lustruire prin adsorbția agenților tensioactivi; pe de altă parte, prin integrarea agenților tensioactivi și a mediului acid, se poate atinge scopul de a îndepărta contaminarea cu metal de pe suprafața foii de lustruire. Această metodă poate juca simultan rolul de ștergere mecanică și de curățare chimică.
În prezent, metoda de curățare megasonică a devenit o metodă eficientă de curățare a foilor de lustruit.
6. Metoda de pulverizare rotativă:
Metoda de pulverizare rotativă este o metodă care utilizează metode mecanice pentru a roti napolitana la o viteză mare și pulverizează continuu lichid (apă deionizată de înaltă puritate sau alt lichid de curățare) pe suprafața plachetei în timpul procesului de rotație pentru a îndepărta impuritățile de pe suprafata napolitanei.
Această metodă utilizează contaminarea de pe suprafața plachetei pentru a se dizolva în lichidul pulverizat (sau reacționează chimic cu acesta pentru a se dizolva) și folosește efectul centrifugal al rotației de mare viteză pentru a separa lichidul care conține impurități de suprafața plachetei. în timp.
Metoda de pulverizare rotativă are avantajele curățării chimice, curățării mecanice a fluidelor și spălării la presiune înaltă. În același timp, această metodă poate fi combinată și cu procesul de uscare. După o perioadă de curățare prin pulverizare cu apă deionizată, pulverizarea cu apă este oprită și se folosește un gaz de pulverizare. În același timp, viteza de rotație poate fi mărită pentru a crește forța centrifugă pentru a deshidrata rapid suprafața plachetei.
7.Curățare chimică uscată
Curățarea chimică se referă la tehnologia de curățare care nu utilizează soluții.
Tehnologiile de curățare chimică utilizate în prezent includ: tehnologia de curățare cu plasmă, tehnologia de curățare în fază gazoasă, tehnologia de curățare cu fascicul etc.
Avantajele curățării chimice sunt un proces simplu și fără poluare a mediului, dar costul este ridicat și domeniul de utilizare nu este mare pentru moment.
1. Tehnologia de curățare cu plasmă:
Curățarea cu plasmă este adesea folosită în procesul de îndepărtare a fotorezistului. O cantitate mică de oxigen este introdusă în sistemul de reacție a plasmei. Sub acțiunea unui câmp electric puternic, oxigenul generează plasmă, care oxidează rapid fotorezistul într-o stare gazoasă volatilă și este extrasă.
Această tehnologie de curățare are avantajele unei operațiuni ușoare, eficiență ridicată, suprafață curată, fără zgârieturi și este propice pentru asigurarea calității produsului în procesul de degumare. Mai mult, nu folosește acizi, alcali și solvenți organici și nu există probleme precum eliminarea deșeurilor și poluarea mediului. Prin urmare, este din ce în ce mai apreciat de oameni. Cu toate acestea, nu poate elimina carbonul și alte impurități nevolatile de metal sau oxid de metal.
2. Tehnologia de curățare în fază gazoasă:
Curățarea în fază gazoasă se referă la o metodă de curățare care utilizează echivalentul în fază gazoasă a substanței corespunzătoare din procesul lichid pentru a interacționa cu substanța contaminată de pe suprafața plachetei pentru a atinge scopul de a îndepărta impuritățile.
De exemplu, în procesul CMOS, curățarea plachetelor folosește interacțiunea dintre faza gazoasă HF și vaporii de apă pentru a îndepărta oxizii. De obicei, procesul HF care conține apă trebuie să fie însoțit de un proces de îndepărtare a particulelor, în timp ce utilizarea tehnologiei de curățare HF în fază gazoasă nu necesită un proces ulterior de îndepărtare a particulelor.
Cele mai importante avantaje în comparație cu procesul apos HF sunt consumul mult mai mic de substanțe chimice HF și eficiența de curățare mai mare.
Bun venit oricăror clienți din întreaga lume să ne viziteze pentru o discuție suplimentară!
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
Ora postării: 13-aug-2024