Ang basa nga pagpanglimpyo (Wet Clean) usa sa mga kritikal nga lakang sa mga proseso sa paggama sa semiconductor, nga nagtumong sa pagtangtang sa lainlaing mga hugaw gikan sa nawong sa wafer aron masiguro nga ang sunod nga mga lakang sa proseso mahimo sa usa ka limpyo nga nawong.
Samtang ang gidak-on sa mga semiconductor device nagpadayon sa pagkunhod ug ang mga kinahanglanon sa katukma nagkataas, ang teknikal nga mga panginahanglanon sa mga proseso sa paglimpyo sa wafer nahimong mas estrikto. Bisan ang pinakagamay nga mga partikulo, organikong materyales, metal ions, o oxide residues sa ibabaw sa wafer mahimong makaapekto pag-ayo sa performance sa device, sa ingon makaapekto sa ani ug kasaligan sa mga semiconductor device.
Mga Kinauyokan nga Prinsipyo sa Paglimpyo sa Wafer
Ang kinauyokan sa pagpanglimpyo sa wafer anaa sa epektibong pagtangtang sa nagkalain-laing mga hugaw gikan sa nawong sa wafer pinaagi sa pisikal, kemikal, ug uban pang mga pamaagi aron masiguro nga ang wafer adunay limpyo nga nawong nga angay alang sa sunod nga pagproseso.
Matang sa Kontaminasyon
Pangunang mga Impluwensya sa mga Kinaiya sa Device
| Kontaminasyon sa artikulo | Mga depekto sa sumbanan
Mga depekto sa implantasyon sa ion
Mga depekto sa pagkaguba sa insulating film
| |
| Kontaminasyon sa Metaliko | Mga Metal nga Alkali | Kawalay kalig-on sa MOS transistor
Pagkaguba/pagkaguba sa gate oxide film
|
| Bug-at nga mga Metal | Nadugangan nga PN junction reverse leakage current
Mga depekto sa pagkaguba sa gate oxide film
Pagkadaot sa tibuok kinabuhi sa minorya nga carrier
Pagmugna og depekto sa oxide excitation layer
| |
| Kontaminasyon sa Kemikal | Organikong Materyal | Mga depekto sa pagkaguba sa gate oxide film
Mga kalainan sa CVD film (mga oras sa paglumlom)
Mga kalainan sa gibag-on sa thermal oxide film (gipaspas nga oksihenasyon)
Pagtungha sa haze (wafer, lente, salamin, maskara, reticle)
|
| Mga Dili Organikong Dopant (B, P) | Mga pagbalhin sa ika-V sa MOS transistor
Mga kalainan sa resistensya sa substrate sa Si ug taas nga resistensya sa poly-silicon sheet
| |
| Mga Dili Organikong Base (mga amina, ammonia) ug mga Asido (SOx) | Pagkadaot sa resolusyon sa mga resistensya nga gipadako sa kemikal
Pagtungha sa kontaminasyon sa mga partikulo ug gabon tungod sa pagmugna og asin
| |
| Mga Lumad ug Kemikal nga Oxide Film Tungod sa Humidity, Air | Nadugangan nga resistensya sa kontak
Pagkaguba/pagkaguba sa gate oxide film
| |
Sa piho, ang mga tumong sa proseso sa paglimpyo sa wafer naglakip sa:
Pagtangtang sa mga Partikel: Paggamit og pisikal o kemikal nga mga pamaagi aron makuha ang gagmay nga mga partikulo nga nagtapot sa nawong sa wafer. Ang gagmay nga mga partikulo mas lisod tangtangon tungod sa kusog nga electrostatic nga pwersa tali kanila ug sa nawong sa wafer, nga nanginahanglan og espesyal nga pagtambal.
Pagtangtang sa Organikong Materyal: Ang mga organikong kontaminante sama sa grasa ug mga residue sa photoresist mahimong motapot sa nawong sa wafer. Kini nga mga kontaminante kasagarang matangtang gamit ang kusog nga mga oxidizing agent o solvent.
Pagtangtang sa Metal Ion: Ang mga residue sa metal ion sa ibabaw sa wafer makapakunhod sa performance sa kuryente ug makaapekto pa gani sa sunod nga mga lakang sa pagproseso. Busa, gigamit ang mga espesipikong kemikal nga solusyon aron makuha kini nga mga ion.
Pagtangtang sa Oxide: Ang ubang mga proseso nagkinahanglan nga ang nawong sa wafer walay mga lut-od sa oxide, sama sa silicon oxide. Sa ingon nga mga kaso, ang natural nga mga lut-od sa oxide kinahanglan nga tangtangon atol sa pipila ka mga lakang sa pagpanglimpyo.
Ang hagit sa teknolohiya sa paglimpyo sa wafer anaa sa episyenteng pagtangtang sa mga hugaw nga dili makadaot sa nawong sa wafer, sama sa pagpugong sa pagkagaspang sa nawong, kaagnasan, o uban pang pisikal nga kadaot.
2. Proseso sa Paglimpyo sa Wafer
Ang proseso sa paglimpyo sa wafer kasagaran naglakip sa daghang mga lakang aron masiguro ang hingpit nga pagtangtang sa mga hugaw ug makab-ot ang hingpit nga limpyo nga nawong.
Hulagway: Pagtandi Tali sa Batch-Type ug Single-Wafer Cleaning
Ang usa ka tipikal nga proseso sa pagpanglimpyo sa wafer naglakip sa mosunod nga mga nag-unang lakang:
1. Pagpanglimpyo daan (Pre-Clean)
Ang katuyoan sa pre-cleaning mao ang pagtangtang sa mga luag nga hugaw ug dagkong mga partikulo gikan sa nawong sa wafer, nga kasagarang makab-ot pinaagi sa deionized water (DI Water) rinsing ug ultrasonic cleaning. Ang deionized water sa sinugdanan makatangtang sa mga partikulo ug natunaw nga mga hugaw gikan sa nawong sa wafer, samtang ang ultrasonic cleaning naggamit ug mga epekto sa cavitation aron mabungkag ang bugkos tali sa mga partikulo ug sa nawong sa wafer, nga makapahimo niini nga mas sayon nga matangtang.
2. Pagpanglimpyo gamit ang Kemikal
Ang kemikal nga pagpanglimpyo usa sa mga kinauyokan nga lakang sa proseso sa pagpanglimpyo sa wafer, gamit ang kemikal nga mga solusyon aron makuha ang mga organikong materyales, metal ions, ug mga oxide gikan sa ibabaw sa wafer.
Pagtangtang sa Organikong Materyal: Kasagaran, ang acetone o usa ka sagol nga ammonia/peroxide (SC-1) gigamit aron matunaw ug ma-oxidize ang mga organikong kontaminante. Ang kasagarang ratio para sa solusyon sa SC-1 mao ang NH₄OH.
₂O₂
₂O = 1:1:5, nga adunay temperatura sa pagtrabaho nga mga 20°C.
Pagtangtang sa Metal Ion: Ang nitric acid o hydrochloric acid/peroxide mixtures (SC-2) gigamit aron makuha ang metal ions gikan sa ibabaw sa wafer. Ang kasagarang ratio para sa SC-2 solution kay HCl.
₂O₂
₂O = 1:1:6, nga ang temperatura gimentinar sa gibana-bana nga 80°C.
Pagtangtang sa Oxide: Sa pipila ka mga proseso, gikinahanglan ang pagtangtang sa lumad nga oxide layer gikan sa nawong sa wafer, diin gigamit ang hydrofluoric acid (HF) solution. Ang tipikal nga ratio para sa HF solution mao ang HF.
₂O = 1:50, ug magamit kini sa temperatura sa kwarto.
3. Katapusang Paglimpyo
Human sa kemikal nga paglimpyo, ang mga wafer kasagaran moagi sa katapusang lakang sa paglimpyo aron masiguro nga walay kemikal nga nahabilin sa ibabaw. Ang katapusang paglimpyo kasagaran mogamit og deionized nga tubig alang sa hingpit nga paghugas. Dugang pa, ang ozone water cleaning (O₃/H₂O) gigamit aron matangtang ang bisan unsang nahabilin nga mga hugaw gikan sa ibabaw sa wafer.
4. Pagpauga
Ang nalimpyohan nga mga wafer kinahanglan nga paugahon dayon aron malikayan ang mga watermark o pagtapot pag-usab sa mga hugaw. Ang kasagarang mga pamaagi sa pagpauga naglakip sa spin drying ug nitrogen purging. Ang una nagtangtang sa kaumog gikan sa nawong sa wafer pinaagi sa pagtuyok sa taas nga tulin, samtang ang ikaduha nagsiguro sa hingpit nga pagkauga pinaagi sa paghuyop sa uga nga nitrogen gas sa ibabaw sa wafer.
Kontaminante
Ngalan sa Pamaagi sa Pagpanglimpyo
Deskripsyon sa Kemikal nga Sagol
Mga kemikal
| Mga partikulo | Piranha (SPM) | Sulfuric acid/hydrogen peroxide/DI nga tubig | H2SO4/H2O2/H2O 3-4:1; 90°C |
| SC-1 (APM) | Ammonium hydroxide/hydrogen peroxide/DI nga tubig | NH4OH/H2O2/H2O 1:4:20; 80°C | |
| Mga metal (dili tumbaga) | SC-2 (HPM) | Hydrochloric acid/hydrogen peroxide/DI nga tubig | HCl/H2O2/H2O1:1:6; 85°C |
| Piranha (SPM) | Sulfuric acid/hydrogen peroxide/DI nga tubig | H2SO4/H2O2/H2O3-4:1; 90°C | |
| DHF | Tunawa ang hydrofluoric acid/DI nga tubig (dili kini makatangtang sa tumbaga) | HF/H2O1:50 | |
| Mga organiko | Piranha (SPM) | Sulfuric acid/hydrogen peroxide/DI nga tubig | H2SO4/H2O2/H2O 3-4:1; 90°C |
| SC-1 (APM) | Ammonium hydroxide/hydrogen peroxide/DI nga tubig | NH4OH/H2O2/H2O 1:4:20; 80°C | |
| DIO3 | Ozone sa de-ionized nga tubig | Mga Sagol nga Gi-optimize sa O3/H2O | |
| Lumad nga Oksido | DHF | Tunawa ang hydrofluoric acid/DI nga tubig | HF/H2O 1:100 |
| BHF | Gi-buffer nga hydrofluoric acid | NH4F/HF/H2O |
3. Kasagarang mga Pamaagi sa Paglimpyo sa Wafer
1. Pamaagi sa Paglimpyo sa RCA
Ang pamaagi sa paglimpyo sa RCA usa sa labing klasiko nga mga teknik sa paglimpyo sa wafer sa industriya sa semiconductor, nga gipalambo sa RCA Corporation kapin sa 40 ka tuig na ang milabay. Kini nga pamaagi panguna nga gigamit aron makuha ang mga organikong kontaminante ug mga hugaw sa metal ion ug mahimong makompleto sa duha ka lakang: SC-1 (Standard Clean 1) ug SC-2 (Standard Clean 2).
Pagpanglimpyo sa SC-1: Kini nga lakang gigamit kasagaran aron makuha ang mga organikong hugaw ug mga partikulo. Ang solusyon usa ka sagol nga ammonia, hydrogen peroxide, ug tubig, nga nagporma og nipis nga silicon oxide layer sa ibabaw sa wafer.
Pagpanglimpyo sa SC-2: Kini nga lakang pangunang gigamit sa pagtangtang sa mga hugaw sa metal ion, gamit ang sinagol nga hydrochloric acid, hydrogen peroxide, ug tubig. Nagbilin kini og nipis nga passivation layer sa ibabaw sa wafer aron malikayan ang pag-usab sa kontaminasyon.
2. Pamaagi sa Paglimpyo sa Piranha (Piranha Etch Clean)
Ang pamaagi sa paglimpyo sa Piranha usa ka epektibo kaayo nga teknik sa pagtangtang sa mga organikong materyales, gamit ang sagol nga sulfuric acid ug hydrogen peroxide, kasagaran sa ratio nga 3:1 o 4:1. Tungod sa kusog kaayo nga oxidative properties niini nga solusyon, makatangtang kini og daghang organikong butang ug gahi nga mga hugaw. Kini nga pamaagi nanginahanglan og estrikto nga pagkontrol sa mga kondisyon, labi na sa temperatura ug konsentrasyon, aron malikayan ang kadaot sa wafer.
Ang ultrasonic cleaning naggamit sa cavitation effect nga namugna sa high-frequency sound wave sa usa ka likido aron makuha ang mga kontaminante gikan sa nawong sa wafer. Kon itandi sa tradisyonal nga ultrasonic cleaning, ang megasonic cleaning naglihok sa mas taas nga frequency, nga nagtugot sa mas episyente nga pagtangtang sa mga partikulo nga gamay ra ang gidak-on nga dili makadaot sa nawong sa wafer.
4. Paglimpyo sa Ozone
Ang teknolohiya sa paglimpyo sa ozone naggamit sa kusog nga oxidizing properties sa ozone aron madugta ug matangtang ang mga organikong kontaminante gikan sa ibabaw sa wafer, nga sa katapusan mabag-o kini ngadto sa dili makadaot nga carbon dioxide ug tubig. Kini nga pamaagi wala magkinahanglan og mahal nga mga kemikal nga reagent ug makapakunhod sa polusyon sa kalikopan, nga naghimo niini nga usa ka bag-ong teknolohiya sa natad sa paglimpyo sa wafer.
4. Kagamitan sa Proseso sa Paglimpyo sa Wafer
Aron masiguro ang kaepektibo ug kaluwasan sa mga proseso sa paglimpyo sa wafer, lain-laing mga abante nga kagamitan sa paglimpyo ang gigamit sa paggama sa semiconductor. Ang mga nag-unang klase naglakip sa:
1. Mga Kagamitan sa Paglimpyo sa Basa
Ang mga kagamitan sa wet cleaning naglakip sa lain-laing mga immersion tank, ultrasonic cleaning tank, ug spin dryers. Kini nga mga aparato naghiusa sa mekanikal nga pwersa ug kemikal nga mga reagent aron makuha ang mga kontaminante gikan sa nawong sa wafer. Ang mga immersion tank kasagaran adunay mga sistema sa pagkontrol sa temperatura aron masiguro ang kalig-on ug kaepektibo sa mga kemikal nga solusyon.
2. Mga Kagamitan sa Pag-uga sa Pagpanglimpyo
Ang mga kagamitan sa dry cleaning kasagaran naglakip sa mga plasma cleaner, nga naggamit og mga high-energy nga particle sa plasma aron mo-react ug mokuha sa mga residue gikan sa nawong sa wafer. Ang plasma cleaning labi nga angay alang sa mga proseso nga nanginahanglan og pagmentinar sa integridad sa nawong nga wala’y pagdugang og kemikal nga residue.
3. Awtomatikong mga Sistema sa Pagpanglimpyo
Uban sa padayon nga pag-uswag sa produksiyon sa semiconductor, ang mga automated cleaning system nahimong gipalabi nga kapilian alang sa dinagkong paglimpyo sa wafer. Kini nga mga sistema kanunay naglakip sa mga automated transfer mechanism, multi-tank cleaning system, ug precision control system aron masiguro ang makanunayon nga resulta sa paglimpyo alang sa matag wafer.
5. Mga Uso sa Umaabot
Samtang ang mga semiconductor device nagpadayon sa pagkunhod, ang teknolohiya sa paglimpyo sa wafer nag-uswag padulong sa mas episyente ug mahigalaon sa kalikopan nga mga solusyon. Ang umaabot nga mga teknolohiya sa paglimpyo mag-focus sa:
Pagtangtang sa mga Particle nga Sub-nanometer: Ang kasamtangang mga teknolohiya sa pagpanglimpyo makahimo na sa pagdumala sa mga partikulo nga sama kadako sa nanometer, apan uban sa dugang nga pagkunhod sa gidak-on sa aparato, ang pagtangtang sa mga partikulo nga sub-nanometer mahimong usa ka bag-ong hagit.
Berde ug Mahigalaon sa Kalikopan nga Pagpanglimpyo: Ang pagkunhod sa paggamit sa mga kemikal nga makadaot sa kalikupan ug pagpalambo sa mas mahigalaon sa kalikupan nga mga pamaagi sa pagpanglimpyo, sama sa pagpanglimpyo sa ozone ug megasonic cleaning, mahimong mas importante.
Mas Taas nga Lebel sa Awtomasyon ug Kaalam: Ang mga intelihente nga sistema makapahimo sa real-time nga pagmonitor ug pag-adjust sa lainlaing mga parameter atol sa proseso sa pagpanglimpyo, nga labi pang makapauswag sa kaepektibo sa pagpanglimpyo ug kahusayan sa produksiyon.
Ang teknolohiya sa paglimpyo sa wafer, isip usa ka kritikal nga lakang sa paggama og semiconductor, adunay hinungdanong papel sa pagsiguro sa limpyo nga mga nawong sa wafer alang sa sunod nga mga proseso. Ang kombinasyon sa lain-laing mga pamaagi sa paglimpyo epektibong nagtangtang sa mga hugaw, nga naghatag og limpyo nga nawong sa substrate alang sa sunod nga mga lakang. Samtang nag-uswag ang teknolohiya, ang mga proseso sa paglimpyo padayon nga ma-optimize aron matubag ang mga panginahanglan alang sa mas taas nga katukma ug mas ubos nga mga rate sa depekto sa paggama og semiconductor.
Oras sa pag-post: Oktubre-08-2024