Malseka purigado (Wet Clean) estas unu el la kritikaj paŝoj en semikonduktaĵaj produktadprocezoj, celitaj kontraŭ forigo de diversaj poluaĵoj de la surfaco de la oblato por certigi ke postaj procezŝtupoj povas esti faritaj sur pura surfaco.
Ĉar la grandeco de duonkonduktaĵoj daŭre ŝrumpas kaj precizecaj postuloj pliiĝas, la teknikaj postuloj de oblataj purigaj procezoj fariĝis ĉiam pli striktaj. Eĉ la plej malgrandaj partikloj, organikaj materialoj, metalaj jonoj aŭ oksidaj restaĵoj sur la oblatsurfaco povas signife efiki aparatan efikecon, tiel influante la rendimenton kaj fidindecon de duonkonduktaĵo-aparatoj.
Kernaj Principoj de Oblata Purigado
La kerno de oblatpurigado kuŝas en efike forigado de diversaj poluaĵoj de la oblasurfaco per fizikaj, kemiaj, kaj aliaj metodoj por certigi ke la oblato havas puran surfacon taŭgan por posta pretigo.
Tipo de Poluado
Ĉefaj Influoj sur Aparataj Karakterizaĵoj
| artikolo Poluado | Ŝablonaj difektoj
Difektoj de enplantado de jonoj
Difektoj de izola filmo
| |
| Metala Poluado | Alkalaj Metaloj | MOS-transistora malstabileco
Pordega oksida filmo rompo/degenero
|
| Pezaj Metaloj | Pliigita PN-krucvojo inversa elflua fluo
Pordegaj oksidaj filmaj difektoj
Malplimulta portanto dumviva degenero
Oksido ekscita tavolo difekto generacio
| |
| Kemia Poluado | Organika Materialo | Pordegaj oksidaj filmaj difektoj
CVD-filmvarioj (inkubaciotempoj)
Varioj de dikeco de termooksidaj filmo (akcelita oksigenado)
Okazo de nebuleto (oblato, lenso, spegulo, masko, retiklo)
|
| Neorganikaj Dopantoj (B, P) | MOS-transistoro V-aj movoj
Si substrato kaj alta rezisto poli-silicio folio rezisto variadoj
| |
| Neorganikaj Bazoj (aminoj, amoniako) & Acidoj (SOx) | Degenero de la rezolucio de kemie plifortigitaj rezistoj
Okazo de partikla poluado kaj nebuleto pro salgenerado
| |
| Indiĝenaj kaj Kemiaj Oksidaj Filmoj Pro Humideco, Aero | Pliigita kontaktorezisto
Pordega oksida filmo rompo/degenero
| |
Specife, la celoj de la oblato-purigadprocezo inkluzivas:
Forigo de Eroj: Uzante fizikajn aŭ kemiajn metodojn por forigi malgrandajn partiklojn ligitajn al la oblasurfaco. Pli malgrandaj partikloj estas pli malfacile forigeblaj pro la fortaj elektrostatikaj fortoj inter ili kaj la oblasurfaco, postulante specialan traktadon.
Forigo de Organika Materialo: Organikaj poluaĵoj kiel graso kaj fotorezistaj restaĵoj povas aliĝi al la oblasurfaco. Tiuj poluaĵoj estas tipe forigitaj uzante fortajn oksigenajn agentojn aŭ solvilojn.
Forigo de Metalaj Jonoj: Metalaj jonaj restaĵoj sur la oblasurfaco povas degradi elektran rendimenton kaj eĉ influi postajn pretigajn paŝojn. Tial, specifaj kemiaj solvoj estas uzataj por forigi ĉi tiujn jonojn.
Forigo de Oksido: Kelkaj procezoj postulas, ke la oblasurfaco estu libera de oksidtavoloj, kiel ekzemple siliciooksido. En tiaj kazoj, naturaj oksidaj tavoloj devas esti forigitaj dum certaj purigaj paŝoj.
La defio de oblatpurigadteknologio kuŝas en efike forigado de poluaĵoj sen negative influi la oblatan surfacon, kiel ekzemple malhelpado de surfacmalglado, korodo aŭ alia fizika difekto.
2. Oblata Purigado de Proceza Fluo
La oblata purigadprocezo tipe implikas plurajn paŝojn por certigi la kompletan forigon de poluaĵoj kaj atingi plene puran surfacon.
Figuro: Komparo Inter Batch-Type kaj Single-Oblata Purigado
Tipa procezo de purigado de oblatoj inkluzivas la sekvajn ĉefajn paŝojn:
1. Antaŭ-Purigado (Pre-Purigado)
La celo de antaŭpurigado estas forigi malfiksajn poluaĵojn kaj grandajn partiklojn de la oblasurfaco, kiu estas kutime atingita per dejonigita akvo (DI Akvo) lavado kaj ultrasona purigado. Dejonigita akvo povas komence forigi partiklojn kaj dissolvitajn malpuraĵojn de la oblasurfaco, dum ultrasona purigado utiligas kavitaciajn efikojn por rompi la ligon inter la partikloj kaj la oblasurfaco, farante ilin pli facile forpeli.
2. Kemia Purigado
Kemia purigado estas unu el la kernaj paŝoj en la oblatpurigadprocezo, uzante kemiajn solvojn por forigi organikajn materialojn, metaljonojn kaj oksidojn de la oblasurfaco.
Organika Materiala Forigo: Tipe, acetono aŭ amoniako/peroksida miksaĵo (SC-1) estas uzataj por solvi kaj oksigeni organikajn poluaĵojn. La tipa rilatumo por SC-1-solvo estas NH₄OH
₂O₂
₂O = 1:1:5, kun labortemperaturo de ĉirkaŭ 20 °C.
Forigo de Metala Jono: Nitrata acido aŭ klorida acido/peroksidaj miksaĵoj (SC-2) estas uzataj por forigi metalajn jonojn de la oblasurfaco. La tipa rilatumo por SC-2-solvo estas HCl
₂O₂
₂O = 1:1:6, kun la temperaturo konservita je proksimume 80 °C.
Oksida Forigo: En kelkaj procezoj, la forigo de la indiĝena oksidtavolo de la oblasurfaco estas postulata, por kiu hidrofluoracida (HF) solvo estas uzita. La tipa rilatumo por HF-solvo estas HF
₂O = 1:50, kaj ĝi povas esti uzata ĉe ĉambra temperaturo.
3. Fina Purigo
Post kemia purigado, oblatoj kutime spertas finan purigan paŝon por certigi ke neniuj kemiaj restaĵoj restas sur la surfaco. Fina purigado ĉefe uzas dejonigitan akvon por ĝisfunda lavado. Plie, ozonakva purigado (O₃/H₂O) kutimas plu forigi iujn ajn ceterajn poluaĵojn de la oblasurfaco.
4. Sekigado
La purigitaj oblatoj devas esti sekigitaj rapide por malhelpi akvomarkojn aŭ re-aldonadon de poluaĵoj. Oftaj sekigmetodoj inkludas spinsekigadon kaj nitrogenpurigon. La unua forigas humidon de la oblasurfaco turniĝante ĉe altaj rapidecoj, dum la lasta certigas kompletan sekiĝon blovante sekan nitrogengason trans la oblatsurfaco.
Malpurigaĵo
Nomo de Puriga Proceduro
Priskribo de Kemia Miksaĵo
Kemiaĵoj
| Partikloj | Piranjo (SPM) | Sulfura acido/hidrogena peroksido/DI-akvo | H2SO4/H2O2/H2O 3-4:1; 90°C |
| SC-1 (APM) | Amonia hidroksido/hidrogena peroksido/DI-akvo | NH4OH/H2O2/H2O 1:4:20; 80°C | |
| Metaloj (ne kupro) | SC-2 (HPM) | Klorida acido/hidrogena peroksido/DI-akvo | HCl/H2O2/H2O1:1:6; 85°C |
| Piranjo (SPM) | Sulfura acido/hidrogena peroksido/DI-akvo | H2SO4/H2O2/H2O3-4:1; 90°C | |
| DHF | Diluu fluoran acidon/DI-akvon (ne forigos kupron) | HF/H2O1:50 | |
| Organaĵoj | Piranjo (SPM) | Sulfura acido/hidrogena peroksido/DI-akvo | H2SO4/H2O2/H2O 3-4:1; 90°C |
| SC-1 (APM) | Amonia hidroksido/hidrogena peroksido/DI-akvo | NH4OH/H2O2/H2O 1:4:20; 80°C | |
| DIO3 | Ozono en dejonigita akvo | O3/H2O Optimumigitaj Miksaĵoj | |
| Indiĝena Oksido | DHF | Diluu fluoran acidon/DI-akvon | HF/H2O 1:100 |
| BHF | Bufrita fluorida acido | NH4F/HF/H2O |
3. Oftaj Oblataj Purigado-Metodoj
1. RCA-Puriga Metodo
La RCA-purigadmetodo estas unu el la plej klasikaj oblataj purigadteknikoj en la duonkondukta industrio, evoluigita de RCA Corporation antaŭ pli ol 40 jaroj. Ĉi tiu metodo estas ĉefe uzata por forigi organikajn poluaĵojn kaj metaljonajn malpuraĵojn kaj povas esti kompletigita en du paŝoj: SC-1 (Norma Pura 1) kaj SC-2 (Norma Pura 2).
SC-1 Purigado: Ĉi tiu paŝo estas ĉefe uzata por forigi organikajn poluaĵojn kaj partiklojn. La solvo estas miksaĵo de amoniako, hidrogena peroksido kaj akvo, kiu formas maldikan silician oksidan tavolon sur la oblasurfaco.
SC-2 Purigado: Ĉi tiu paŝo estas ĉefe uzata por forigi metaljonajn poluaĵojn, uzante miksaĵon de klorida acido, hidrogena peroksido kaj akvo. Ĝi postlasas maldikan pasivigan tavolon sur la oblatan surfacon por malhelpi repoluadon.
2. Piranha Purigado-Metodo (Piranha Etch Clean)
La purigadmetodo Piranha estas tre efika tekniko por forigi organikajn materialojn, uzante miksaĵon de sulfata acido kaj hidrogena peroksido, tipe en proporcio de 3:1 aŭ 4:1. Pro la ekstreme fortaj oksidaj propraĵoj de ĉi tiu solvo, ĝi povas forigi grandan kvanton da organika materio kaj obstinajn poluaĵojn. Ĉi tiu metodo postulas striktan kontrolon de kondiĉoj, precipe laŭ temperaturo kaj koncentriĝo, por eviti difekti la oblaton.
Ultrasona purigado uzas la kavitacian efikon generitan de altfrekvencaj sonondoj en likvaĵo por forigi poluaĵojn de la obla surfaco. Kompare al tradicia ultrasona purigado, megasona purigado funkcias je pli alta frekvenco, ebligante pli efikan forigon de sub-mikrono-grandaj partikloj sen kaŭzi damaĝon al la oblasurfaco.
4. Ozono Purigado
Ozonpurigadteknologio utiligas la fortajn oksigenajn trajtojn de ozono por putriĝi kaj forigi organikajn poluaĵojn de la oblasurfaco, finfine konvertante ilin en sendanĝeran karbondioksidon kaj akvon. Ĉi tiu metodo ne postulas la uzon de multekostaj kemiaj reakciiloj kaj kaŭzas malpli da medipoluo, igante ĝin emerĝanta teknologio en la kampo de oblatpurigado.
4. Wafer Puriga Proceza Ekipaĵo
Por certigi la efikecon kaj sekurecon de oblataj purigaj procezoj, diversaj altnivelaj purigaj ekipaĵoj estas uzataj en fabrikado de semikonduktaĵoj. La ĉefaj tipoj inkluzivas:
1. Malseka Purigada Ekipaĵo
Malseka purigadekipaĵo inkluzivas diversajn mergajn tankojn, ultrasonajn purigajn tankojn kaj spinsekigilojn. Tiuj aparatoj kombinas mekanikajn fortojn kaj kemiajn reakcilojn por forigi poluaĵojn de la oblasurfaco. Mergado-tankoj estas tipe ekipitaj per temperaturkontrolsistemoj por certigi la stabilecon kaj efikecon de kemiaj solvoj.
2. Seka Purigado Ekipaĵo
Sekpurigadekipaĵo ĉefe inkluzivas plasmajn purigilojn, kiuj uzas alt-energiajn partiklojn en plasmo por reagi kun kaj forigi restaĵojn de la oblasurfaco. Plasma purigado estas speciale taŭga por procezoj, kiuj postulas konservi surfacan integrecon sen enkonduki kemiajn restaĵojn.
3. Aŭtomatigitaj Purigado-Sistemoj
Kun la kontinua ekspansio de semikonduktaĵproduktado, aŭtomatigitaj purigadsistemoj fariĝis la preferata elekto por grandskala purigado de oblatoj. Tiuj sistemoj ofte inkludas aŭtomatigitajn transigajn mekanismojn, plurtankaj purigadsistemojn, kaj precizeckontrolsistemojn por certigi konsekvencajn purigadrezultojn por ĉiu oblato.
5. Estontaj Tendencoj
Ĉar duonkonduktaĵaj aparatoj daŭre ŝrumpas, oblatpurigadteknologio evoluas al pli efikaj kaj ekologiemaj solvoj. Estontaj purigadteknologioj koncentriĝos pri:
Forigo de subnanometraj partikloj: Ekzistantaj purigadteknologioj povas pritrakti nanometrajn partiklojn, sed kun la plia redukto de la grandeco de aparato, forigi subnanometrajn partiklojn fariĝos nova defio.
Verda kaj Eco-amika Purigado: Redukti la uzon de ekologie malutilaj kemiaĵoj kaj evoluigi pli ekologiajn purigadmetodojn, kiel ekzemple ozonpurigado kaj megasona purigado, fariĝos ĉiam pli grava.
Pli altaj Niveloj de Aŭtomatigo kaj Inteligenteco: Inteligentaj sistemoj ebligos realtempan monitoradon kaj ĝustigon de diversaj parametroj dum la purigadprocezo, plu plibonigante purigan efikecon kaj produktan efikecon.
Oblata purigadteknologio, kiel kritika paŝo en semikonduktaĵproduktado, ludas esencan rolon en certigado de puraj oblataj surfacoj por postaj procezoj. La kombinaĵo de diversaj purigadmetodoj efike forigas poluaĵojn, provizante puran substratan surfacon por la sekvaj paŝoj. Dum teknologio progresas, purigadprocezoj daŭre estos optimumigitaj por plenumi la postulojn pri pli alta precizeco kaj pli malaltaj difektoprocentoj en semikonduktaĵfabrikado.
Afiŝtempo: Oct-08-2024