Vissa organiska och oorganiska ämnen krävs för att delta i halvledartillverkning. Dessutom, eftersom processen alltid utförs i ett rent rum med mänskligt deltagande, halvledareoblatär oundvikligen förorenade av olika föroreningar.
Beroende på källan och arten av föroreningarna kan de grovt delas in i fyra kategorier: partiklar, organiskt material, metalljoner och oxider.
1. Partiklar:
Partiklar är främst vissa polymerer, fotoresister och etsande föroreningar.
Sådana föroreningar förlitar sig vanligtvis på intermolekylära krafter för att adsorbera på ytan av skivan, vilket påverkar bildningen av geometriska figurer och elektriska parametrar för enhetens fotolitografiprocess.
Sådana föroreningar avlägsnas huvudsakligen genom att gradvis minska deras kontaktyta med ytan på ytanrångenom fysikaliska eller kemiska metoder.
2. Organiskt material:
Källorna till organiska föroreningar är relativt breda, såsom mänsklig hudolja, bakterier, maskinolja, vakuumfett, fotoresist, rengöringslösningsmedel etc.
Sådana föroreningar bildar vanligtvis en organisk film på skivans yta för att förhindra att rengöringsvätskan når skivans yta, vilket resulterar i ofullständig rengöring av skivans yta.
Avlägsnandet av sådana föroreningar utförs ofta i det första steget av rengöringsprocessen, huvudsakligen med kemiska metoder som svavelsyra och väteperoxid.
3. Metalljoner:
Vanliga metallföroreningar inkluderar järn, koppar, aluminium, krom, gjutjärn, titan, natrium, kalium, litium, etc. Huvudkällorna är olika redskap, rör, kemiska reagenser och metallföroreningar som genereras när metallförbindelser bildas under bearbetning.
Denna typ av föroreningar avlägsnas ofta med kemiska metoder genom bildning av metalljonkomplex.
4. Oxid:
När halvledareoblatutsätts för en miljö som innehåller syre och vatten, bildas ett naturligt oxidskikt på ytan. Denna oxidfilm kommer att hindra många processer vid halvledartillverkning och innehåller även vissa metallföroreningar. Under vissa förhållanden kommer de att bilda elektriska defekter.
Avlägsnandet av denna oxidfilm fullbordas ofta genom blötläggning i utspädd fluorvätesyra.
Allmän rengöringssekvens
Föroreningar adsorberade på ytan av halvledareoblatkan delas in i tre typer: molekylär, jonisk och atomär.
Bland dem är adsorptionskraften mellan molekylära föroreningar och ytan på skivan svag, och denna typ av föroreningspartiklar är relativt lätta att ta bort. De är mestadels oljiga föroreningar med hydrofoba egenskaper, som kan ge maskering för joniska och atomära föroreningar som förorenar ytan på halvledarskivor, vilket inte bidrar till att avlägsna dessa två typer av föroreningar. Därför, vid kemisk rengöring av halvledarskivor, bör molekylära föroreningar tas bort först.
Därför är det allmänna förfarandet för halvledarerånrengöringsprocessen är:
Avmolekylarisering-avjonisering-avatomisering-avjoniserat vattensköljning.
Dessutom, för att ta bort det naturliga oxidskiktet på ytan av skivan, måste ett utspädd aminosyrablötläggningssteg läggas till. Därför är tanken med rengöring att först ta bort organisk kontaminering på ytan; lös sedan upp oxidskiktet; Avlägsna slutligen partiklar och metallföroreningar och passivera ytan samtidigt.
Vanliga rengöringsmetoder
Kemiska metoder används ofta för rengöring av halvledarskivor.
Kemisk rengöring avser processen att använda olika kemiska reagenser och organiska lösningsmedel för att reagera eller lösa upp föroreningar och oljefläckar på ytan av skivan för att desorbera föroreningar och sedan skölja med en stor mängd högrent varmt och kallt avjoniserat vatten för att erhålla en ren yta.
Kemisk rengöring kan delas in i våtkemisk rengöring och torrkemisk rengöring, bland vilka våtkemisk rengöring fortfarande är dominerande.
Våtkemisk rengöring
1. Våtkemisk rengöring:
Våtkemisk rengöring innefattar huvudsakligen lösningsdoppning, mekanisk skrubbning, ultraljudsrengöring, megaljudsrengöring, roterande sprayning, etc.
2. Nedsänkning av lösning:
Lösningsnedsänkning är en metod för att avlägsna ytföroreningar genom att sänka ner wafern i en kemisk lösning. Det är den vanligaste metoden vid våtkemisk rengöring. Olika lösningar kan användas för att avlägsna olika typer av föroreningar på skivans yta.
Vanligtvis kan denna metod inte helt ta bort orenheter på ytan av skivan, så fysiska åtgärder som uppvärmning, ultraljud och omrörning används ofta under nedsänkning.
3. Mekanisk skrubbning:
Mekanisk skrubbning används ofta för att avlägsna partiklar eller organiska rester på skivans yta. Det kan generellt delas in i två metoder:manuell skurning och skurning med en torkare.
Manuell skrubbningär den enklaste skurmetoden. En borste av rostfritt stål används för att hålla en boll indränkt i vattenfri etanol eller andra organiska lösningsmedel och försiktigt gnugga ytan på skivan i samma riktning för att ta bort vaxfilm, damm, rester av lim eller andra fasta partiklar. Denna metod är lätt att orsaka repor och allvarliga föroreningar.
Torkaren använder mekanisk rotation för att gnugga ytan på wafern med en mjuk ullborste eller en blandad borste. Denna metod minskar repor på wafern avsevärt. Högtryckstorkaren kommer inte att repa skivan på grund av avsaknaden av mekanisk friktion, och kan ta bort föroreningar i spåret.
4. Ultraljudsrengöring:
Ultraljudsrengöring är en rengöringsmetod som ofta används inom halvledarindustrin. Dess fördelar är bra rengöringseffekt, enkel drift och kan även rengöra komplexa enheter och behållare.
Denna rengöringsmetod är under inverkan av starka ultraljudsvågor (den vanligaste ultraljudsfrekvensen är 20s40kHz), och glesa och täta delar kommer att genereras inuti det flytande mediet. Den glesa delen kommer att producera en nästan vakuumkavitetsbubbla. När kavitetsbubblan försvinner kommer ett starkt lokalt tryck att genereras nära den, vilket bryter de kemiska bindningarna i molekylerna för att lösa upp föroreningarna på skivans yta. Ultraljudsrengöring är mest effektiv för att ta bort olösliga eller olösliga flussrester.
5. Megasonic rengöring:
Megasonic rengöring har inte bara fördelarna med ultraljudsrengöring, utan övervinner också dess brister.
Megasonic rengöring är en metod för att rengöra wafers genom att kombinera högenergi (850kHz) frekvens vibrationseffekt med den kemiska reaktionen av kemiska rengöringsmedel. Under rengöring accelereras lösningsmolekylerna av megaljudvågen (den maximala momentana hastigheten kan nå 30 cmVs), och höghastighetsvätskevågen påverkar kontinuerligt skivans yta, så att föroreningar och fina partiklar fästa vid ytan av skivan. wafern tas bort med tvång och går in i rengöringslösningen. Tillsats av sura ytaktiva ämnen till rengöringslösningen kan å ena sidan uppnå syftet att ta bort partiklar och organiskt material på polerytan genom adsorption av ytaktiva ämnen; å andra sidan, genom integrering av ytaktiva ämnen och sur miljö, kan det uppnå syftet att ta bort metallföroreningar på ytan av polerskivan. Denna metod kan samtidigt spela rollen som mekanisk avtorkning och kemisk rengöring.
För närvarande har megasonic rengöringsmetoden blivit en effektiv metod för rengöring av polerskivor.
6. Roterande spraymetod:
Den roterande spraymetoden är en metod som använder mekaniska metoder för att rotera skivan med hög hastighet och kontinuerligt sprutar vätska (avjoniserat vatten med hög renhet eller annan rengöringsvätska) på ytan av skivan under rotationsprocessen för att avlägsna föroreningar på skivan. waferns yta.
Denna metod använder kontamineringen på ytan av skivan för att lösas upp i den sprutade vätskan (eller reagera kemiskt med den för att lösas upp), och använder centrifugaleffekten av höghastighetsrotation för att göra vätskan som innehåller föroreningar separerad från ytan på skivan med tiden.
Den roterande spraymetoden har fördelarna med kemisk rengöring, vätskemekanisk rengöring och högtrycksskrubbning. Samtidigt kan denna metod också kombineras med torkningsprocessen. Efter en period av avjoniserat vattensprayrengöring stoppas vattensprayen och en spraygas används. Samtidigt kan rotationshastigheten ökas för att öka centrifugalkraften för att snabbt torka ytan på skivan.
7.Kemisk rengöring
Kemtvätt avser rengöringsteknik som inte använder lösningar.
De kemtvättstekniker som för närvarande används inkluderar: plasmarengöringsteknik, gasfasrengöringsteknik, strålrengöringsteknik, etc.
Fördelarna med kemtvätt är enkel process och ingen miljöförorening, men kostnaden är hög och användningsområdet är inte stort för tillfället.
1. Plasmarengöringsteknik:
Plasmarengöring används ofta i processen för borttagning av fotoresist. En liten mängd syre införs i plasmareaktionssystemet. Under inverkan av ett starkt elektriskt fält genererar syret plasma, som snabbt oxiderar fotoresisten till ett flyktigt gastillstånd och extraheras.
Denna rengöringsteknik har fördelarna med enkel användning, hög effektivitet, ren yta, inga repor och bidrar till att säkerställa produktkvalitet i avsmutsningsprocessen. Dessutom använder den inte syror, alkalier och organiska lösningsmedel, och det finns inga problem som avfallshantering och miljöföroreningar. Därför värderas det allt mer av människor. Det kan dock inte ta bort kol och andra icke-flyktiga metall- eller metalloxidföroreningar.
2. Gasfasrengöringsteknik:
Gasfasrengöring hänvisar till en rengöringsmetod som använder gasfasekvivalenten för motsvarande ämne i vätskeprocessen för att interagera med det förorenade ämnet på ytan av wafern för att uppnå syftet att ta bort föroreningar.
Till exempel, i CMOS-processen använder waferrengöringen interaktionen mellan gasfas HF och vattenånga för att avlägsna oxider. Vanligtvis måste HF-processen innehållande vatten åtföljas av en partikelborttagningsprocess, medan användningen av gasfas HF-rengöringsteknik inte kräver en efterföljande partikelborttagningsprocess.
De viktigaste fördelarna jämfört med den vattenhaltiga HF-processen är mycket mindre HF-kemikalieförbrukning och högre rengöringseffektivitet.
Välkommen alla kunder från hela världen att besöka oss för en vidare diskussion!
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
Posttid: 2024-aug-13