Некоторые органические и неорганические вещества необходимы для участия в производстве полупроводников. Кроме того, поскольку процесс всегда проводится в чистом помещении с участием человека, полупроводниковыевафлинеизбежно загрязняются различными примесями.
В зависимости от источника и природы загрязняющих веществ их можно условно разделить на четыре категории: частицы, органические вещества, ионы металлов и оксиды.
1. Частицы:
Частицы представляют собой в основном некоторые полимеры, фоторезисты и травильные примеси.
Адсорбция таких загрязнений на поверхности пластины обычно зависит от межмолекулярных сил, влияя на формирование геометрических фигур и электрических параметров процесса фотолитографии устройства.
Такие загрязнения в основном удаляются за счет постепенного уменьшения площади их контакта с поверхностью.вафляфизическими или химическими методами.
2. Органическое вещество:
Источники органических примесей относительно широки, например, кожный жир человека, бактерии, машинное масло, вакуумная смазка, фоторезист, чистящие растворители и т. д.
Такие загрязнения обычно образуют органическую пленку на поверхности пластины, предотвращающую попадание чистящей жидкости на поверхность пластины, что приводит к неполной очистке поверхности пластины.
Удаление таких загрязнений часто осуществляется на первом этапе процесса очистки, в основном с использованием химических методов, таких как серная кислота и перекись водорода.
3. Ионы металлов:
К распространенным металлическим примесям относятся железо, медь, алюминий, хром, чугун, титан, натрий, калий, литий и др. Основными источниками являются различная посуда, трубы, химические реагенты, а также металлические загрязнения, образующиеся при образовании металлических межсоединений в процессе обработки.
Этот вид примесей часто удаляют химическими методами путем образования комплексов ионов металлов.
4. Оксид:
Когда полупроводниквафлиподвергаются воздействию среды, содержащей кислород и воду, на поверхности образуется естественный оксидный слой. Эта оксидная пленка препятствует многим процессам в производстве полупроводников, а также содержит примеси некоторых металлов. При определенных условиях они образуют электрические дефекты.
Удаление этой оксидной пленки часто завершается вымачиванием в разбавленной плавиковой кислоте.
Общий порядок уборки
Примеси, адсорбированные на поверхности полупроводникавафлиможно разделить на три типа: молекулярные, ионные и атомные.
Среди них сила адсорбции между молекулярными примесями и поверхностью пластины слаба, и частицы примесей этого типа относительно легко удалить. В основном это маслянистые примеси с гидрофобными характеристиками, которые могут обеспечивать маскировку ионных и атомарных примесей, загрязняющих поверхность полупроводниковых пластин, что не способствует удалению этих двух типов примесей. Поэтому при химической очистке полупроводниковых пластин в первую очередь следует удалять молекулярные примеси.
Поэтому общая процедура полупроводникавафляПроцесс очистки такой:
Демолекуляризация-деионизация-деатомизация-промывка деионизированной водой.
Кроме того, чтобы удалить естественный оксидный слой с поверхности пластины, необходимо добавить этап замачивания разбавленными аминокислотами. Поэтому идея очистки состоит в том, чтобы сначала удалить органические загрязнения с поверхности; затем растворите оксидный слой; окончательно удалите частицы и металлические загрязнения и одновременно пассивируйте поверхность.
Распространенные методы очистки
Для очистки полупроводниковых пластин часто используются химические методы.
Химическая очистка — это процесс использования различных химических реагентов и органических растворителей для реакции или растворения примесей и масляных пятен на поверхности пластины с целью десорбции примесей, а затем промывки большим количеством горячей и холодной деионизированной воды высокой чистоты для получения чистая поверхность.
Химическую чистку можно разделить на влажную химическую чистку и сухую химическую чистку, среди которых до сих пор доминирует влажная химическая чистка.
Влажная химическая чистка
1. Влажная химическая чистка:
Влажная химическая очистка в основном включает погружение в раствор, механическую очистку, ультразвуковую очистку, мегазвуковую очистку, ротационное распыление и т. д.
2. Погружение раствора:
Погружение в раствор — это метод удаления поверхностных загрязнений путем погружения пластины в химический раствор. Это наиболее распространенный метод влажной химической чистки. Для удаления различных типов загрязнений с поверхности пластины можно использовать разные растворы.
Обычно этот метод не может полностью удалить загрязнения с поверхности пластины, поэтому при погружении часто используются физические меры, такие как нагрев, ультразвук и перемешивание.
3. Механическая чистка:
Механическая очистка часто используется для удаления частиц или органических остатков с поверхности пластины. В целом его можно разделить на два метода:ручная чистка и чистка дворником.
Ручная очисткаЭто самый простой метод очистки. Щетка из нержавеющей стали используется для того, чтобы удерживать шарик, пропитанный безводным этанолом или другими органическими растворителями, и аккуратно тереть поверхность пластины в том же направлении, чтобы удалить восковую пленку, пыль, остатки клея или другие твердые частицы. Этот метод легко может привести к появлению царапин и серьезных загрязнений.
Стеклоочиститель использует механическое вращение для протирки поверхности пластины мягкой шерстяной щеткой или смешанной щеткой. Этот метод значительно уменьшает количество царапин на пластине. Очиститель высокого давления не поцарапает пластину из-за отсутствия механического трения и может удалить загрязнения в канавке.
4. Ультразвуковая очистка:
Ультразвуковая очистка — это метод очистки, широко используемый в полупроводниковой промышленности. Его преимуществами являются хороший очищающий эффект, простота в эксплуатации, а также возможность очистки сложных устройств и контейнеров.
Этот метод очистки основан на воздействии сильных ультразвуковых волн (обычно используемая частота ультразвука составляет 20–40 кГц), и внутри жидкой среды образуются редкие и плотные части. Разреженная часть создаст пузырь с почти вакуумной полостью. Когда пузырь полости исчезнет, рядом с ним возникнет сильное локальное давление, разрывающее химические связи в молекулах и растворяющее примеси на поверхности пластины. Ультразвуковая очистка наиболее эффективна для удаления нерастворимых или нерастворимых остатков флюса.
5. Мегазвуковая очистка:
Мегазвуковая очистка не только обладает преимуществами ультразвуковой очистки, но и преодолевает ее недостатки.
Мегазвуковая очистка — это метод очистки пластин путем сочетания воздействия вибрации высокой энергии (850 кГц) с химической реакцией химических чистящих средств. Во время очистки молекулы раствора ускоряются мегазвуковой волной (максимальная мгновенная скорость может достигать 30 смВс), а высокоскоростная волна жидкости непрерывно воздействует на поверхность пластины, так что загрязняющие вещества и мелкие частицы прилипают к поверхности пластины. Пластины принудительно удаляются и попадают в чистящий раствор. Добавление кислых поверхностно-активных веществ в чистящий раствор, с одной стороны, позволяет достичь цели удаления частиц и органических веществ с полирующей поверхности за счет адсорбции поверхностно-активных веществ; с другой стороны, за счет объединения поверхностно-активных веществ и кислой среды можно достичь цели удаления металлических загрязнений с поверхности полировального листа. Этот метод может одновременно выполнять роль механической протирки и химической чистки.
В настоящее время эффективным методом очистки полировальных листов стал метод мегазвуковой очистки.
6. Метод ротационного распыления:
Метод ротационного распыления — это метод, в котором используются механические методы для вращения пластины на высокой скорости и непрерывное распыление жидкости (деионизированной воды высокой чистоты или другой чистящей жидкости) на поверхность пластины во время процесса вращения для удаления загрязнений с поверхности пластины. поверхность пластины.
В этом методе загрязнение на поверхности пластины растворяется в распыляемой жидкости (или вступает в химическую реакцию с ней для растворения), а также используется центробежный эффект высокоскоростного вращения, чтобы отделить жидкость, содержащую примеси, от поверхности пластины. вовремя.
Метод ротационного распыления имеет преимущества химической очистки, гидромеханической очистки и очистки под высоким давлением. В то же время этот метод также можно совмещать с процессом сушки. После периода очистки распылением деионизированной воды распыление воды прекращают и используют распыляющий газ. В то же время скорость вращения можно увеличить, чтобы увеличить центробежную силу и быстро обезвоживать поверхность пластины.
7.Сухая химическая чистка
Химическая чистка относится к технологии очистки, не использующей растворы.
К применяемым в настоящее время технологиям химической очистки относятся: технология плазменной очистки, технология газофазной очистки, технология лучевой очистки и т. д.
Преимуществами химической чистки являются простота процесса и отсутствие загрязнения окружающей среды, но стоимость высока, а сфера использования пока невелика.
1. Технология плазменной очистки:
Плазменная очистка часто используется в процессе удаления фоторезиста. В плазменную реакционную систему вводится небольшое количество кислорода. Под действием сильного электрического поля кислород генерирует плазму, которая быстро окисляет фоторезист до летучего газового состояния и извлекается.
Эта технология очистки отличается простотой эксплуатации, высокой эффективностью, чистой поверхностью, отсутствием царапин и способствует обеспечению качества продукции в процессе рафинирования. Более того, здесь не используются кислоты, щелочи и органические растворители, а также нет таких проблем, как утилизация отходов и загрязнение окружающей среды. Поэтому он все больше ценится людьми. Однако он не может удалить углерод и другие нелетучие примеси металлов или оксидов металлов.
2. Технология очистки газовой фазы:
Газофазная очистка относится к методу очистки, в котором используется газофазный эквивалент соответствующего вещества в жидком процессе для взаимодействия с загрязненным веществом на поверхности пластины с целью удаления примесей.
Например, в процессе КМОП при очистке пластины используется взаимодействие газовой фазы HF и водяного пара для удаления оксидов. Обычно процесс HF, содержащий воду, должен сопровождаться процессом удаления частиц, тогда как использование технологии газофазной очистки HF не требует последующего процесса удаления частиц.
Наиболее важными преимуществами по сравнению с водным процессом HF являются гораздо меньший расход химикатов HF и более высокая эффективность очистки.
Приглашаем всех клиентов со всего мира посетить нас для дальнейшего обсуждения!
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
Время публикации: 13 августа 2024 г.