beberesih baseuh (Beresih baseuh) mangrupa salah sahiji léngkah kritis dina prosés manufaktur semikonduktor, aimed dina miceun rupa rereged tina beungeut wafer pikeun mastikeun yén hambalan prosés saterusna bisa dipigawé dina beungeut bersih.
Nalika ukuran alat semikonduktor terus ngaleutikan sareng syarat presisi ningkat, tungtutan téknis prosés beberesih wafer parantos langkung ketat. Malah partikel pangleutikna, bahan organik, ion logam, atawa résidu oksida dina beungeut wafer nyata bisa mangaruhan kinerja alat, kukituna mangaruhan ngahasilkeun sarta reliabilitas alat semikonduktor.
Prinsip inti beberesih wafer
Inti beberesih wafer perenahna di éféktif nyoplokkeun rupa rereged ti beungeut wafer ngaliwatan fisik, kimia, jeung métode séjén pikeun mastikeun yén wafer ngabogaan beungeut bersih cocog pikeun processing saterusna.
Jenis Kontaminasi
Pangaruh Utama dina Karakteristik Alat
| Kontaminasi artikel | Cacat pola
Cacat implantasi ion
Insulating defects ngarecahna pilem
| |
| Kontaminasi logam | Logam Alkali | instability transistor MOS
Gate oksida film ngarecahna / degradasi
|
| Logam beurat | Ngaronjat PN simpang sabalikna leakage arus
Gate oksida film ngarecahna defects
Degradasi hirupna pamawa minoritas
Generasi cacad lapisan éksitasi oksida
| |
| Kontaminasi Kimia | Bahan Organik | Gate oksida film ngarecahna defects
Variasi pilem CVD (waktu inkubasi)
Variasi ketebalan pilem oksida termal (oksidasi gancangan)
Kajadian halimun (wafer, lénsa, eunteung, topeng, reticle)
|
| Dopan anorganik (B, P) | MOS transistor Vth shifts
Si substrat jeung résistansi tinggi variasi lalawanan lambar poli-silikon
| |
| Basa Anorganik (amin, amonia) & Asam (SOx) | Degradasi resolusi résistansi anu diamplifikasi sacara kimia
Lumangsungna kontaminasi partikel jeung halimun alatan generasi uyah
| |
| Pilem Oksida Asli sareng Kimia Kusabab Uap, Udara | Ningkatkeun résistansi kontak
Gate oksida film ngarecahna / degradasi
| |
Sacara husus, tujuan tina prosés beberesih wafer ngawengku:
Lengser partikel: Ngagunakeun métode fisik atawa kimiawi pikeun miceun partikel leutik napel beungeut wafer. Partikel anu langkung alit langkung hese dipiceun kusabab gaya éléktrostatik anu kuat antara aranjeunna sareng permukaan wafer, anu peryogi perawatan khusus.
Ngaleungitkeun Bahan Organik: Kontaminasi organik sapertos gajih sareng résidu photoresist tiasa nempel kana permukaan wafer. Pangotoran ieu biasana dileungitkeun nganggo agén pangoksidasi atanapi pangleyur anu kuat.
Panyabutan Ion Logam: Résidu ion logam dina permukaan wafer tiasa nguraikeun kinerja listrik bahkan mangaruhan léngkah pamrosésan anu salajengna. Ku alatan éta, leyuran kimia husus dipaké pikeun miceun ion ieu.
Panyabutan Oksida: Sababaraha prosés merlukeun beungeut wafer bébas tina lapisan oksida, kayaning silikon oksida. Dina kasus sapertos kitu, lapisan oksida alam kedah dipiceun salami léngkah-léngkah beberesih.
Tangtangan téknologi beberesih wafer aya dina épisién ngaleungitkeun rereged tanpa mangaruhan négatip kana permukaan wafer, sapertos nyegah permukaan kasar, korosi, atanapi karusakan fisik anu sanés.
2. Aliran prosés beberesih wafer
Prosés beberesih wafer ilaharna ngalibatkeun sababaraha léngkah pikeun mastikeun panyabutan lengkep rereged sarta ngahontal permukaan pinuh bersih.
Gambar: Babandingan antara bets-Tipe jeung Single-wafer beberesih
Prosés beberesih wafer has ngawengku léngkah-léngkah utama ieu:
1. Pra-Bersih (Pra-Bersih)
Tujuan pra-beberesih nyaéta pikeun miceun rereged leupas jeung partikel badag tina beungeut wafer, nu ilaharna kahontal ngaliwatan cai deionized (DI Water) rinsing jeung beberesih ultrasonic. Cai deionized mimitina bisa miceun partikel sarta leyur najis tina beungeut wafer, bari beberesih ultrasonik utilizes épék cavitation megatkeun beungkeut antara partikel jeung beungeut wafer, nyieun eta gampang dislodge.
2. Kimia beberesih
Bebersih kimiawi mangrupa salah sahiji léngkah inti dina prosés beberesih wafer, ngagunakeun solusi kimiawi pikeun miceun bahan organik, ion logam, jeung oksida tina beungeut wafer.
Ngaleungitkeun Bahan Organik: Biasana, aseton atanapi campuran amonia/peroksida (SC-1) dianggo pikeun ngabubarkeun sareng ngoksidasi rereged organik. Babandingan has pikeun solusi SC-1 nyaéta NH₄OH
₂O₂
₂O = 1:1:5, kalayan suhu kerja sakitar 20°C.
Panyabutan Ion Logam: Asam nitrat atanapi campuran asam hidroklorat / péroxida (SC-2) dianggo pikeun ngaleungitkeun ion logam tina permukaan wafer. Babandingan has pikeun solusi SC-2 nyaéta HCl
₂O₂
₂O = 1:1:6, kalayan suhu dijaga kira-kira 80°C.
Panyabutan Oksida: Dina sababaraha prosés, ngaleupaskeun lapisan oksida asli tina beungeut wafer diperlukeun, nu dipaké solusi asam hidrofluorat (HF). Babandingan has pikeun solusi HF nyaéta HF
₂O = 1:50, sarta bisa dipaké dina suhu kamar.
3. Bersih ahir
Saatos beberesih kimiawi, wafers biasana ngalaman léngkah beberesih ahir pikeun mastikeun euweuh résidu kimia tetep dina beungeut cai. beberesih ahir utamana ngagunakeun cai deionized keur rinsing teleb. Salaku tambahan, beberesih cai ozon (O₃/H₂O) dianggo pikeun ngaleungitkeun kontaminasi anu sésana tina permukaan wafer.
4. Ngagaringkeun
Wafer anu dibersihkeun kedah digaringkeun gancang pikeun nyegah tanda cai atanapi kantétan deui kontaminan. Métode drying umum ngawengku spin drying jeung purging nitrogén. Urut ngaluarkeun Uap tina beungeut wafer ku spinning di speeds tinggi, sedengkeun dimungkinkeun ensures drying lengkep ku niupan gas nitrogén garing sakuliah beungeut wafer.
Pangotoran
Ngaran Prosedur beberesih
Katerangan Campuran Kimia
Kimia
| Partikel | Piranha (SPM) | Asam sulfat / hidrogén péroxida / cai DI | H2SO4/H2O2/H2O 3-4:1; 90°C |
| SC-1 (APM) | Amonium hidroksida / hidrogén péroxida / cai DI | NH4OH/H2O2/H2O 1:4:20; 80°C | |
| Logam (teu tambaga) | SC-2 (HPM) | asam hidroklorat / hidrogén péroxida / cai DI | HCl/H2O2/H2O1:1:6; 85°C |
| Piranha (SPM) | Asam sulfat / hidrogén péroxida / cai DI | H2SO4/H2O2/H2O3-4:1; 90°C | |
| DBD | Éncér asam hidrofluorat / cai DI (moal ngaleungitkeun tambaga) | HF/H2O1:50 | |
| Organik | Piranha (SPM) | Asam sulfat / hidrogén péroxida / cai DI | H2SO4/H2O2/H2O 3-4:1; 90°C |
| SC-1 (APM) | Amonium hidroksida / hidrogén péroxida / cai DI | NH4OH/H2O2/H2O 1:4:20; 80°C | |
| DIO3 | Ozon dina cai de-ionized | O3 / H2O dioptimalkeun Campuran | |
| Oksida Asli | DBD | Éncér asam hidrofluorat / cai DI | HF / H2O 1:100 |
| BHF | Asam hidrofluorat panyangga | NH4F/HF/H2O |
3. Métode beberesih wafer umum
1. Métode beberesih RCA
Metode beberesih RCA mangrupikeun salah sahiji téknik beberesih wafer anu paling klasik dina industri semikonduktor, dikembangkeun ku RCA Corporation langkung ti 40 taun ka pengker. Metoda ieu utamana dipaké pikeun miceun rereged organik jeung pangotor ion logam sarta bisa réngsé dina dua hambalan: SC-1 (Standar Bersih 1) jeung SC-2 (Standar Bersih 2).
SC-1 beberesih: Léngkah ieu utamana dipaké pikeun miceun rereged organik jeung partikel. Solusina nyaéta campuran amonia, hidrogén péroxida, sareng cai, anu ngabentuk lapisan silikon oksida ipis dina permukaan wafer.
SC-2 beberesih: Léngkah ieu utamana dipaké pikeun miceun rereged ion logam, ngagunakeun campuran asam hidroklorat, hidrogén péroxida, jeung cai. Éta ninggalkeun lapisan passivation ipis dina beungeut wafer pikeun nyegah recontamination.
2. Metode Pembersih Piranha (Piranha Etch Clean)
Métode beberesih Piranha nyaéta téknik anu pohara mujarab pikeun miceun bahan organik, ngagunakeun campuran asam sulfat jeung hidrogén péroxida, biasana dina nisbah 3:1 atawa 4:1. Kusabab sipat oksidatif anu kuat pisan tina solusi ieu, éta tiasa ngaleungitkeun sajumlah ageung bahan organik sareng rereged anu nekad. Metoda ieu merlukeun kontrol ketat kaayaan, utamana dina hal suhu jeung konsentrasi, pikeun nyegah ngarusak wafer.
Pembersih ultrasonik ngagunakeun éfék cavitation dihasilkeun ku gelombang sora frékuénsi luhur dina cairan pikeun miceun rereged tina beungeut wafer. Dibandingkeun beberesih ultrasonik tradisional, beberesih megasonic beroperasi dina frékuénsi anu langkung luhur, ngamungkinkeun panyabutan partikel ukuran sub-micron anu langkung éfisién tanpa nyababkeun karusakan dina permukaan wafer.
4. Ozon beberesih
Téknologi beberesih ozon ngagunakeun sipat pangoksidasi anu kuat tina ozon pikeun nguraikeun sareng ngaleungitkeun rereged organik tina permukaan wafer, pamustunganana ngarobih kana karbon dioksida sareng cai anu teu bahaya. Metoda ieu henteu meryogikeun panggunaan réagen kimia anu mahal sareng nyababkeun polusi lingkungan anu kirang, janten téknologi anu muncul dina widang beberesih wafer.
4. Wafer beberesih Prosés Equipment
Pikeun mastikeun efisiensi sareng kasalametan prosés beberesih wafer, rupa-rupa alat beberesih canggih dianggo dina manufaktur semikonduktor. Jenis utama kalebet:
1. Alat-alat beberesih baseuh
Alat beberesih baseuh kalebet rupa-rupa bak immersion, bak beberesih ultrasonik, sareng pengering spin. Alat-alat ieu ngagabungkeun gaya mékanis sareng réagen kimiawi pikeun ngaleungitkeun rereged tina permukaan wafer. Tangki immersion biasana dilengkepan sistem kontrol suhu pikeun mastikeun stabilitas sareng efektivitas solusi kimia.
2. Parabot beberesih garing
Parabot beberesih garing utamina kalebet pembersih plasma, anu nganggo partikel énergi tinggi dina plasma pikeun ngaréaksikeun sareng ngaleungitkeun résidu tina permukaan wafer. Ngabersihan plasma hususna cocog pikeun prosés anu peryogi ngajaga integritas permukaan tanpa ngenalkeun résidu kimiawi.
3. Sistem beberesih otomatis
Jeung perluasan kontinyu produksi semikonduktor, sistem beberesih otomatis geus jadi pilihan pikaresep keur beberesih wafer skala badag. Sistem ieu sering kalebet mékanisme transfer otomatis, sistem beberesih multi-tank, sareng sistem kontrol presisi pikeun mastikeun hasil beberesih anu konsisten pikeun unggal wafer.
5. Tren Kahareup
Nalika alat semikonduktor terus ngaleutikan, téknologi beberesih wafer ngembang nuju solusi anu langkung éfisién sareng ramah lingkungan. Téknologi beberesih hareup bakal difokuskeun:
Ngaleungitkeun Partikel Sub-nanometer: Téknologi beberesih anu aya tiasa ngadamel partikel skala nanometer, tapi kalayan pangurangan ukuran alat, ngaleungitkeun partikel sub-nanometer bakal janten tantangan énggal.
Pembersih Héjo sareng Ramah Lingkungan: Ngurangan pamakean bahan kimia anu ngabahayakeun lingkungan sareng ngembangkeun metode beberesih anu langkung ramah lingkungan, sapertos beberesih ozon sareng beberesih megasonic, bakal janten langkung penting.
Tingkat Otomasi sareng Kacerdasan anu Langkung Luhur: Sistem calakan bakal ngaktifkeun ngawaskeun waktos-nyata sareng panyesuaian rupa-rupa parameter salami prosés beberesih, salajengna ningkatkeun éféktivitas beberesih sareng efisiensi produksi.
Téknologi beberesih wafer, salaku léngkah kritis dina manufaktur semikonduktor, maénkeun peran penting dina mastikeun permukaan wafer bersih pikeun prosés anu salajengna. Kombinasi tina rupa-rupa metode beberesih sacara efektif ngaleungitkeun kontaminan, nyayogikeun permukaan substrat anu bersih pikeun léngkah-léngkah salajengna. Nalika téknologi maju, prosés beberesih bakal terus dioptimalkeun pikeun nyumponan tungtutan pikeun akurasi anu langkung luhur sareng tingkat cacad anu langkung handap dina manufaktur semikonduktor.
waktos pos: Oct-08-2024