Produktionen af integrerede kredsløb (IC) involverer omhyggelige processer, men siliciumskiver står ofte over for tilstedeværelsen af forskellige forurenende stoffer inden for rent rummiljøer.Disse forurenende stoffer, såsom partikler, organiske rester, metaller og oxider, kan forstyrre den strukturelle kvalitet af skiver, en bekymring, der står ved skæringspunktet mellem teknologi og materialevidenskab.
Partikler stammer fra materialer som polymerer, fotoresister og ætsning af rester, og partikler klæber til waferoverflader primært gennem van der Waals -kræfter, der udfordrer efterfølgende behandlingsstadier.At tackle dette problem kan involvere fysiske interventioner som ultralydsrengøring eller kemiske teknikker, såsom opløsningsmiddelvask, for at løsne partikler, samtidig med at de bevarer wafer -integritet.Effektiv reduktion af denne type forurening kræver en nuanceret forståelse af materielle interaktioner og skræddersyede løsninger, der reducerer vedhæftning, udjævner stien til fjernelse.Derudover kan inkorporering af sofistikerede filtreringssystemer og luftstrømstrategier i produktionsfaciliteter væsentligt mindske partikelaflejring.
Vedvarende organiske rester fra hudolier, omgivelsesluft og maskinsmøremidler danner barrierer, der hindrer rengøringsmidlets effektivitet.Disse rester kompromitterer både renhed og funktionalitet ved at forstyrre essentielle behandlingslag.Indledende rengøringstrin fokuserer derfor på ekstraktionen af disse organiske lag og forbereder scenen til efterfølgende rengøringsfaser.Teknikker som opløsningsmiddelrengøring og UV-behandling med lavt tryk er centralt, hvilket understreger nødvendigheden af at opretholde strenge kontrollerede miljøer for at undgå rekontaminering.
Mens metalforbindelser er indlejret i halvlederprocesser, udgør de også forureningsudfordringer.Metaller såsom aluminium og kobber kan stamme fra fotolitografi og kemisk dampaflejring (CVD), hvilket komplicerer vedligeholdelsen af wafer renhed.At afbøde disse risici involverer implementering af deponeringsbarrierer eller avancerede ætsningsteknikker, hvilket understreger løbende tilsyn for at sikre, at forurenende stoffer forbliver under tærskelniveauer.Implementering af rengøringsprocesser med dobbelttilstand, som er i stand til at adskille og fjerne metalforureninger uden at beskadige andre kritiske strukturer, er også grundlæggende.
Oxidlag udvikler sig generelt fra oxidation af siliciumatomer under iltrige forhold, hvilket resulterer i native eller kemiske oxider.En delikat balance skal slås mellem at fjerne disse oxider og bevare portoxidens strukturelle integritet.Selektiv ætsningsmetoder og bufret oxidetchanter er afgørende for at styre denne balance.Innovationer i disse teknikker udvikler sig fortsat, drevet af en dybdegående forståelse af materielle egenskaber og reaktionsdynamik.En sådan delikat ligevægt letter fremskridt i præcision under fabrikation, styret af en dybtgående forståelse af de involverede mikroskopiske interaktioner.
Denne rengøringsmetode anvender flydende kemiske opløsningsmidler og deioniseret (DI) vand til at udføre rengøringsopgaver, såsom oxidation, ætsning og opløsning af forurenende stoffer, der er til stede på skiveoverfladen.Dette inkluderer organisk stof og metalioner.Almindeligt anvendte teknikker inkluderer RCA -rengøring, fortyndingskemisk rengøring, IMEC -rengøring og rengøring af enkelt skiver.
Oprindeligt manglede fremgangsmåden til rengøring af siliciumskiver systematiske procedurer.RCA -rengøringsmetoden blev udviklet af Radio Corporation of America (RCA) i 1965 og etablerede en omfattende proces til rengøring af silicium wafer under fremstilling af komponent.Denne teknik er fortsat et grundlæggende element for mange moderne rengøringsprocesser.
Brug af opløsningsmidler, syrer, overfladeaktive stoffer og vand, RCA -rengøring sigter mod effektivt at fjerne overfladeforurenende stoffer, mens han bevarer skivens egenskaber.Omfattende skylning med ultrapure -vand (UPW) følger hver kemisk anvendelse.Nedenfor er flere rengøringsløsninger, der ofte bruges:
- APM (NH4OH/H2O2/H2O ved 65–80 ° C): Denne opløsning består af ammoniumhydroxid, hydrogenperoxid og DI -vand, der effektivt oxideres og ætser overfladepartikler sammen med at fjerne nogle organiske og metalforurenende stoffer.Mens siliciumoverfladen oxideres og ætser, øges overfladen ruhed.
- HPM (HCl/H2O2/H2O ved 65–80 ° C): Kendt som SC-2, opløses denne rengøringsopløsning alkali-metalioner og hydroxider af metaller som aluminium og magnesium.Chloridioner i HCI reagerer med resterende metalioner og danner vandopløselige komplekser.
- SPM (H2SO4/H2O2/H2O ved 100 ° C): kaldet SC-3, fjerner denne opløsning effektivt organiske forurenende stoffer.Svovlsyre -dehydrater og kulsyre organisk materiale, som hydrogenperoxid derefter oxideres til gasformige biprodukter.
-HF eller DHF (HF: H2O = 1: 2: 10 ved 20–25 ° C): Brugt til fjernelse af oxid i områder, der er vanskelige at nå, ætser siliciumoxider, mens de falder overflademetal.Efter SC1- og SC2 -rengøring eliminerer det native oxidlag fra siliciumskiven og danner en hydrofob siliciumoverflade.
- Ultrapure-vand: Ozoneret vand efter rengøring, der tjener til at fortynde resterende kemikalier og skyllere.
Inkorporering af megasonisk energi i RCA -rengøring reducerer kemisk og DI -vandforbrug, forkorter wafer ætsningstid og udvider følgelig rengøringsopløsningens levetid.
Fortyndingsmetoden til SC1- og SC2 -blandinger, når de kombineres med RCA -rengøring, sparer kemikalier og DI -vand.Det er muligt helt at udelade H2O2 fra SC2 -løsningen.APM SC2 -blandingen, fortyndet med et forhold på 1: 1: 50, fjerner effektivt skiveoverfladepartikler og kulbrinter.
Til fjernelse af metal er stærkt fortyndede blandinger (HPM 1: 1: 60 og HCI 1: 100) lige så effektive som traditionelle SC2 -væsker.Vedligeholdelse af lave HCl -koncentrationer giver fordelen ved at forhindre partikelaflejring, og opløsningen pH, der varierer fra 2 til 2,5, påvirker siliciumskivens overfladeladning.Over denne pH danner de ladede overflader af både silicium- og opløsningspartikler en elektrostatisk barriere, der hæmmer partikelaflejring.Under denne pH deponeres partikler på skiven på grund af mangel på afskærmning.
Betydelige reduktioner, over 86%, i kemisk forbrug forekommer med fortyndet RCA -rengøring.Optimerede rengøringstrin, der inkluderer megasonisk agitation med fortyndet SC1-, SC2- og HF-opløsninger, forbedrer opløsningens levetid og skåret kemisk anvendelse med 80-90%.Eksperimenter antyder, at HOT UPW-brug kan skære op for forbrug med 75-80%, og forskellige fortyndingskemier kan bevare store mængder skylning af vand på grund af lavere strømningshastigheder og tidskrav.
Denne metode fokuserer på at reducere kemisk og DI -vandforbrug i våd rengøring med det formål at effektivt tackle organiske forurenende stoffer i sin indledende fase.Ofte anvendes svovlsyrekombinationer;Ozoneret DI -vand er imidlertid et levedygtigt alternativ til miljømæssige fordele og reducerer vanskelige rengøringsfaser.Justering af temperatur og koncentration letter effektiv organisk fjernelse.
Den anden fase er målrettet mod oxidlag, partikler og metaloxider.Elektrokemiske deponeringsprocesser bliver et problem med metalioner i HF -opløsninger.HF/HCI -opløsninger undertrykker normalt metalaflejring, mens de effektivt fjerner oxidbelægninger.Tilsætning af chloridioner strategisk kan forhindre metalbelægning og forbedre opløsningens holdbarhed.
I den sidste fase er målet at formidle hydrofilicitet til siliciumoverfladen og minimere tørringspladser eller vandmærker.Fortynd HCl/O3 -opløsninger ved lav pH gør overfladen hydrofil uden metalrekontaminering, mens anvendelse af HNO3 under skyllen reducerer CA -kontaminering.
Sammenlignende analyse viser, at IMEC -metoden effektivt begrænser metalforurening, mens den er økonomisk fornuftig på grund af reduceret kemisk anvendelse.
For skiver med stor diameter kommer etablerede procedurer ofte kort.Rengøring af enkelt skiver, ved hjælp af DI-O3/DHF-opløsninger ved stuetemperatur, tilbyder en målrettet tilgang.Ved ætsning af siliciumoxid og fjernelse af partikler og metaller med HF og dannelse af siliciumoxid med DI-O3 kan tilfredsstillende resultater opnås sans tværgående kontaminering.Skyl med DI -vand eller ozoneret vand, og undgå pletter ved tørring med isopropylethanol (IPA) og nitrogen.Forbedret RCA-rengøring viser effektivitet i forhold til enkeltvasketeknikker, med DI-vand og HF-genanvendelse under processen yderligere optimerer kemiske udgifter og waferomkostninger.
Tørrensning, gennem dampfase-kemiske midler, tackler Wafer Surface-urenheder.Almindeligvis anvendes termisk oxidation og plasmarensning.Procedurer indebærer indførelse af varme eller plasma -reaktive gasser i et reaktionskammer, hvilket fører til dannelse af flygtige reaktionsprodukter, der derefter evakueres.En oxidationsovn muliggør CI -indeslutningsanalyse, og AR -sputtering udføres inden deponering.Plasmakrensning involverer omdannelse af uorganisk gas til plasmaaktive partikler, der interagerer med overflademolekyler for at danne gasfaserester.
Fordelene ved renseri inkluderer lokal behandling og ingen rester af affaldsvæsker.Dens ætsning af anisotropi hjælper med at producere fine mønstre.På grund af ikke-selektive reaktioner med overflademetaller og de specifikke betingelser, der kræves til fuldstændig flygtig metal, erstatter renseri alene ikke helt vådrensning.Undersøgelser afslører bemærkelsesværdige reduktioner i metalliserede forurenende stoffer ved anvendelse af gasfaseteknikker, suppleret med våd rengøring i praksis.
2023-12-28
2024-04-22
2024-01-25
2024-07-29
2023-12-28
2023-12-28
2023-12-26
2024-04-16
2024-04-29
2023-12-28