Teknologio de Purigado de Oblatetoj en Semikonduktaĵa Fabrikado

Teknologio de Purigado de Oblatetoj en Semikonduktaĵa Fabrikado

Purigado de obletoj estas kritika paŝo tra la tuta procezo de fabrikado de duonkonduktaĵoj kaj unu el la ŝlosilaj faktoroj, kiuj rekte influas la rendimenton kaj la produktadrendimenton de aparatoj. Dum fabrikado de ico, eĉ la plej eta poluado povas degradi la karakterizaĵojn de aparatoj aŭ kaŭzi kompletan paneon. Rezulte, purigadprocezoj estas aplikataj antaŭ kaj post preskaŭ ĉiu fabrikada paŝo por forigi surfacajn poluaĵojn kaj certigi purecon de obletoj. Purigado estas ankaŭ la plej ofta operacio en la produktado de duonkonduktaĵoj, respondecante pri proksimume...30% de ĉiuj procezpaŝoj.

Kun la kontinua skalado de tre grandskala integriĝo (VLSI), proceznodoj progresis al28 nm, 14 nm, kaj pretere, kaŭzante pli altan aparatdensecon, pli mallarĝajn linilarĝojn kaj ĉiam pli kompleksajn procezfluojn. Altnivelaj nodoj estas signife pli sentemaj al poluado, dum pli malgrandaj trajtaj grandecoj malfaciligas purigadon. Sekve, la nombro de purigaj paŝoj daŭre kreskas, kaj purigado fariĝis pli kompleksa, pli kritika kaj pli malfacila. Ekzemple, 90-nm-blato tipe postulas ĉirkaŭ90 purigaj paŝoj, dum 20-nm-ĉipo postulas ĉirkaŭ215 purigaj paŝojDum fabrikado progresas al 14 nm, 10 nm, kaj pli malgrandaj nodoj, la nombro de purigaj operacioj daŭre kreskos.

Esence,Purigado de oblatoj rilatas al procezoj kiuj uzas kemiajn traktadojn, gasojn aŭ fizikajn metodojn por forigi malpuraĵojn de la oblato-surfacoPoluaĵoj kiel partikloj, metaloj, organikaj restaĵoj kaj indiĝenaj oksidoj povas ĉiuj negative influi la funkciadon, fidindecon kaj rendimenton de aparatoj. Purigado funkcias kiel "ponto" inter sinsekvaj fabrikadaj paŝoj - ekzemple, antaŭ deponado kaj litografio, aŭ post gravurado, KMP (kemia mekanika polurado) kaj jona implantado. Larĝe, purigado de obletoj povas esti dividita en...malseka purigadokajvestopurigado.

Malseka Purigado

Malseka purigado uzas kemiajn solvilojn aŭ dejonigitan akvon (DIW) por purigi oblatojn. Du ĉefaj metodoj estas aplikataj:

• Mergmetodo: oblatoj estas subakvigitaj en tankojn plenigitajn per solviloj aŭ DIW. Ĉi tiu estas la plej vaste uzata metodo, precipe por maturaj teknologiaj nodoj.

• ŜprucmetodoSolviloj aŭ DIW estas ŝprucitaj sur rotaciantajn oblatojn por forigi malpuraĵojn. Dum mergado permesas aro-prilaboradon de pluraj oblatoj, ŝprucpurigado pritraktas nur unu oblaton por ĉambro sed provizas pli bonan kontrolon, igante ĝin ĉiam pli ofta en progresintaj nodoj.

Vestopurigado

Kiel la nomo sugestas, vestopurigado evitas solvilojn aŭ DIW-on, anstataŭe uzante gasojn aŭ plasmon por forigi poluaĵojn. Kun la puŝo al progresintaj nodoj, vestopurigado akiras gravecon pro siaalta precizecokaj efikeco kontraŭ organikaĵoj, nitridoj kaj oksidoj. Tamen, ĝi postulaspli alta ekipaĵinvesto, pli kompleksa operacio, kaj pli strikta procesregadoAlia avantaĝo estas, ke vestopurigado reduktas la grandajn kvantojn de kloakaĵo generita per malsekaj metodoj.

Oftaj Malsekaj Purigaj Teknikoj

1. Purigado de DIW (Dejonigita Akvo)

DIW estas la plej vaste uzata purigilo en malseka purigado. Male al netraktita akvo, DIW enhavas preskaŭ neniujn konduktivajn jonojn, malhelpante korodon, elektrokemiajn reakciojn aŭ aparatdegradiĝon. DIW estas ĉefe uzata laŭ du manieroj:

1. Rekta purigado de la surfaco de la oblatoj– Tipe plenumata en unu-blata reĝimo per rulpremiloj, brosoj aŭ ŝprucaĵujoj dum la rotacio de la blato. Defio estas la amasiĝo de elektrostatika ŝargo, kiu povas kaŭzi difektojn. Por mildigi tion, CO₂ (kaj foje NH₃) estas solvita en DIW por plibonigi konduktivecon sen polui la blaton.

2. Lavado post kemia purigado– DIW forigas restajn purigajn solvaĵojn, kiuj alie povus korodi la oblaton aŭ degradi la rendimenton de la aparato se lasitaj sur la surfaco.

2. Purigado per HF (Hidrofluora Acido)

HF estas la plej efika kemiaĵo por forigiindiĝenaj oksidaj tavoloj (SiO₂)sur siliciaj obleoj kaj estas dua nur post DIW laŭ graveco. Ĝi ankaŭ solvas alkroĉitajn metalojn kaj subpremas reoksidadon. Tamen, HF-gravurado povas malglatigi obleajn surfacojn kaj nedezirinde ataki certajn metalojn. Por trakti ĉi tiujn problemojn, plibonigitaj metodoj diluas HF, aldonas oksidigilojn, surfaktantojn aŭ kompleksajn agentojn por plibonigi selektivecon kaj redukti poluadon.

3. SC1 Purigado (Norma Purigado 1: NH₄OH + H₂O₂ + H₂O)

SC1 estas kostefika kaj tre efika metodo por forigiorganikaj restaĵoj, partikloj, kaj kelkaj metalojLa mekanismo kombinas la oksidigan agon de H₂O₂ kaj la dissolvigan efikon de NH₄OH. Ĝi ankaŭ forpuŝas partiklojn per elektrostatikaj fortoj, kaj ultrasona/megasona helpo plue plibonigas efikecon. Tamen, SC1 povas malglatigi la surfacojn de la obleoj, postulante zorgeman optimumigon de kemiaj proporcioj, kontrolon de surfactensio (per surfaktantoj), kaj kelatajn agentojn por subpremi la redeponadon de metalo.

4. SC2 Purigado (Norma Purigado 2: HCl + H₂O₂ + H₂O)

SC2 kompletigas SC1 per forigometalaj poluaĵojĜia forta kompleksiga kapablo konvertas oksidigitajn metalojn en solveblajn salojn aŭ kompleksojn, kiuj estas forlavitaj. Dum SC1 estas efika por organikaĵoj kaj partikloj, SC2 estas aparte valora por malhelpi metaladsorbadon kaj certigi malaltan metalan poluadon.

5. Purigado per O₃ (Ozono)

Ozona purigado estas ĉefe uzata porforigante organikan materionkajdesinfektado de DIWO₃ agas kiel forta oksidanto, sed povas kaŭzi redeponadon, do ĝi ofte kombiniĝas kun HF. Temperatura optimumigo estas kritika ĉar la solvebleco de O₃ en akvo malpliiĝas ĉe pli altaj temperaturoj. Male al klor-bazitaj desinfektaĵoj (neakcepteblaj en duonkonduktaĵaj fabrikoj), O₃ putriĝas en oksigenon sen polui DIW-sistemojn.

6. Purigado per Organika Solvilo

En certaj specialigitaj procezoj, organikaj solviloj estas uzataj kie normaj purigmetodoj estas nesufiĉaj aŭ netaŭgaj (ekz., kiam oni devas eviti oksidformadon).

Konkludo

Purigado de obletoj estas laplej ofte ripetata paŝoen fabrikado de duonkonduktaĵoj kaj rekte efikas sur rendimenton kaj fidindecon de aparatoj. Kun la movo alpli grandaj oblatoj kaj pli malgrandaj aparatgeometrioj, postuloj pri pureco de la surfaco de la oblatoj, kemia stato, krudeco kaj dikeco de la oksido fariĝas ĉiam pli striktaj.

Ĉi tiu artikolo reviziis kaj maturajn kaj progresintajn teknologiojn por purigi obletojn, inkluzive de DIW, HF, SC1, SC2, O₃, kaj organikaj solventaj metodoj, kune kun iliaj mekanismoj, avantaĝoj kaj limigoj. De ambaŭekonomiaj kaj mediaj perspektivoj, kontinuaj plibonigoj en la teknologio de purigado de oblatoj estas esencaj por plenumi la postulojn de progresinta semikonduktaĵa fabrikado.