Netwayaj mouye (Wet Clean) se youn nan etap enpòtan yo nan pwosesis fabrikasyon semi-conducteurs, ki vize a retire divès kontaminan nan sifas wafer la pou asire ke etap pwosesis ki vin apre yo ka fèt sou yon sifas ki pwòp.
Kòm gwosè a nan aparèy semi-conducteurs kontinye ap retresi ak egzijans presizyon ogmante, demand teknik yo nan pwosesis netwayaj wafer yo te vin de pli zan pli sevè. Menm patikil ki pi piti yo, materyèl òganik, iyon metal, oswa rezidi oksid sou sifas wafer yo ka gen yon enpak siyifikativ sou pèfòmans aparèy la, kidonk afekte pwodiksyon an ak fyab nan aparèy semi-conducteurs.
Prensip debaz netwayaj wafer
Nwayo a nan netwaye wafer manti nan efektivman retire divès kontaminan nan sifas la wafer nan metòd fizik, chimik, ak lòt asire ke wafer la gen yon sifas pwòp apwopriye pou pwosesis ki vin apre.
Kalite kontaminasyon
Enfliyans prensipal sou karakteristik aparèy yo
| atik Kontaminasyon | Defo modèl
Ion implantation défauts
Izolan fim pann domaj
| |
| Kontaminasyon metalik | Metal alkali | MOS tranzistò enstabilite
Gate oksid fim pann/degradasyon
|
| Metal lou | Ogmantasyon PN junction ranvèse leakage aktyèl
Gate oksid fim pann domaj
Degradasyon lavi konpayi asirans minorite
Ksid eksitasyon kouch defo jenerasyon
| |
| Kontaminasyon chimik | Materyèl òganik | Gate oksid fim pann domaj
Varyasyon fim CVD (tan enkubasyon)
Varyasyon epesè fim oksid tèmik (oksidasyon akselere)
Ensidan brouyar (wafer, lantiy, glas, mask, retikul)
|
| Dopan inòganik (B, P) | MOS tranzistò Vth chanjman
Si substrate ak gwo rezistans poly-Silisyòm dra rezistans varyasyon
| |
| Baz inòganik (amin, amonyak) ak asid (SOx) | Degradasyon nan rezolisyon an nan rezistans chimikman anplifye
Ensidan kontaminasyon patikil ak brouyar akòz jenerasyon sèl
| |
| Fim oksid natif natal ak pwodui chimik akòz imidite, lè | Ogmantasyon rezistans kontak
Gate oksid fim pann/degradasyon
| |
Espesyalman, objektif yo nan pwosesis la netwaye wafer yo enkli:
Retire patikil: Sèvi ak metòd fizik oswa chimik pou retire ti patikil ki tache ak sifas wafer la. Patikil ki pi piti yo pi difisil pou retire akòz fòs elektwostatik fò ant yo ak sifas wafer la, ki mande tretman espesyal.
Retire materyèl òganik: kontaminan òganik tankou grès ak rezidi fotorezist yo ka konfòme yo ak sifas wafer la. Kontaminan sa yo anjeneral retire lè l sèvi avèk ajan oksidan fò oswa solvang.
Metal Ion Retire: Résidus metal metal sou sifas wafer la ka degrade pèfòmans elektrik e menm afekte etap pwosesis ki vin apre yo. Se poutèt sa, yo itilize solisyon chimik espesifik pou retire iyon sa yo.
Retire oksid: Gen kèk pwosesis ki mande sifas wafer la gratis nan kouch oksid, tankou oksid Silisyòm. Nan ka sa yo, kouch oksid natirèl yo bezwen retire pandan sèten etap netwayaj.
Defi a nan teknoloji netwayaj wafer manti nan retire efikasman kontaminan san yo pa afekte sifas la wafer, tankou anpeche sifas ki graj, korozyon, oswa lòt domaj fizik.
2. Wafer Netwayaj Pwosesis Flow
Pwosesis netwayaj wafer la anjeneral enplike plizyè etap pou asire retire kontaminan konplè epi reyalize yon sifas ki konplètman pwòp.
Figi: Konparezon ant pakèt-kalite ak yon sèl-wafer netwayaj
Yon pwosesis netwayaj wafer tipik gen ladan etap prensipal sa yo:
1. Pre-Netwayaj (Pre-Netwayaj)
Rezon ki fè pre-netwayaj la se retire kontaminan ki lach ak patikil gwo soti nan sifas la wafer, ki se tipikman reyalize nan dlo deyonize (DI Water) rense ak netwayaj ultrasons. Dlo deyonize ka okòmansman retire patikil ak enpurte ki fonn nan sifas la wafer, pandan y ap netwayaj ultrasons itilize efè kavitasyon kraze kosyon ki genyen ant patikil yo ak sifas la wafer, ki fè yo pi fasil deloge.
2. Netwayaj chimik
Netwayaj chimik se youn nan etap debaz yo nan pwosesis netwayaj wafer la, lè l sèvi avèk solisyon chimik yo retire materyèl òganik, iyon metal, ak oksid nan sifas la wafer.
Retire materyèl òganik: Tipikman, asetòn oswa yon melanj amonyak/oksijene (SC-1) yo itilize pou fonn ak oksidasyon kontaminan òganik yo. Rapò tipik pou solisyon SC-1 se NH₄OH
₂O₂
₂O = 1:1:5, ak yon tanperati k ap travay nan alantou 20 ° C.
Retire Metal Ion: Yo itilize asid nitrik oswa asid idroklorik / melanj oksijene (SC-2) pou retire iyon metal nan sifas wafer la. Pwopòsyon tipik pou solisyon SC-2 se HCl
₂O₂
₂O = 1:1:6, ak tanperati a kenbe nan apeprè 80 ° C.
Retire oksid: Nan kèk pwosesis, yo mande yo retire kouch oksid natif natal nan sifas wafer, pou ki solisyon asid fluoridrik (HF) yo itilize. Rapò tipik pou solisyon HF se HF
₂O = 1:50, epi li ka itilize nan tanperati chanm.
3. Final Netwaye
Apre netwayaj chimik, wafers anjeneral sibi yon etap netwayaj final pou asire ke pa gen okenn rezidi chimik rete sou sifas la. Netwayaj final la sitou itilize dlo deyonize pou rense byen. Anplis de sa, yo itilize netwayaj dlo ozòn (O₃/H₂O) pou plis retire nenpòt ki kontaminan ki rete nan sifas wafer la.
4. Siye
Wafers yo netwaye yo dwe seche byen vit pou anpeche filigran oswa re-atachman nan kontaminan. Metòd siye komen yo enkli siye vire ak purge nitwojèn. Ansyen an retire imidite nan sifas la wafer pa bondi nan gwo vitès, pandan y ap lèt la asire seche konplè pa mouche gaz nitwojèn sèk atravè sifas la wafer.
Kontaminan
Netwayaj Pwosedi Non
Deskripsyon melanj chimik
Pwodwi chimik yo
| Patikil | Piranha (SPM) | Asid silfirik / oksijene idwojèn / DI dlo | H2SO4/H2O2/H2O 3-4:1; 90°C |
| SC-1 (APM) | Idwoksid amonyòm/oksijene idwojèn/DI dlo | NH4OH/H2O2/H2O 1:4:20; 80°C | |
| Metal (pa kwiv) | SC-2 (HPM) | Asid idroklorik / oksijene idwojèn / DI dlo | HCl/H2O2/H2O1:1:6; 85°C |
| Piranha (SPM) | Asid silfirik / oksijene idwojèn / DI dlo | H2SO4/H2O2/H2O3-4:1; 90°C | |
| DHF | Dilye asid fluoridrik / dlo DI (pa pral retire kòb kwiv mete) | HF/H2O1:50 | |
| Organiques | Piranha (SPM) | Asid silfirik / oksijene idwojèn / DI dlo | H2SO4/H2O2/H2O 3-4:1; 90°C |
| SC-1 (APM) | Idwoksid amonyòm/oksijene idwojèn/DI dlo | NH4OH/H2O2/H2O 1:4:20; 80°C | |
| DIO3 | Ozòn nan dlo de-ionize | Melanj O3/H2O Optimize | |
| oksid natif natal | DHF | Dilye asid fluoridrik / dlo DI | HF/H2O 1:100 |
| BHF | Tanpon asid fliyorik | NH4F/HF/H2O |
3. Metòd netwayaj wafer komen
1. RCA Netwayaj Metòd
Metòd netwayaj RCA se youn nan teknik netwayaj wafer ki pi klasik nan endistri semi-conducteurs, devlope pa RCA Corporation plis pase 40 ane de sa. Metòd sa a prensipalman itilize pou retire kontaminan òganik ak enpurte iyon metal epi li ka ranpli nan de etap: SC-1 (Standard Clean 1) ak SC-2 (Standard Clean 2).
Netwayaj SC-1: Etap sa a sitou itilize pou retire kontaminan òganik ak patikil. Solisyon an se yon melanj de amonyak, oksijene idwojèn, ak dlo, ki fòme yon kouch mens oksid Silisyòm sou sifas wafer la.
Netwayaj SC-2: Se etap sa a prensipalman itilize pou retire kontaminan metal yo, lè l sèvi avèk yon melanj asid idroklorik, oksijene idwojèn ak dlo. Li kite yon kouch pasivasyon mens sou sifas wafer la pou anpeche rekontaminasyon.
2. Piranha Netwayaj Metòd (Piranha Etch Netwaye)
Metòd netwayaj Piranha a se yon teknik trè efikas pou retire materyèl òganik, lè l sèvi avèk yon melanj de asid silfirik ak oksijene idwojèn, anjeneral nan yon rapò 3:1 oswa 4:1. Akòz pwopriyete oksidatif trè fò nan solisyon sa a, li ka retire yon gwo kantite matyè òganik ak kontaminan fè tèt di. Metòd sa a mande pou kontwòl strik nan kondisyon yo, patikilyèman an tèm de tanperati ak konsantrasyon, pou fè pou evite domaje wafer la.
Netwayaj ultrasons itilize efè kavitasyon ki te pwodwi pa vag son wo-frekans nan yon likid pou retire kontaminan nan sifas wafer la. Konpare ak netwayaj tradisyonèl ultrasons, netwayaj megasonik opere nan yon frekans ki pi wo, sa ki pèmèt retire pi efikas nan patikil sub-mikwon-gwosè san yo pa lakòz domaj nan sifas la wafer.
4. Netwayaj ozòn
Teknoloji netwayaj ozòn sèvi ak pwopriyete oksidan fò nan ozòn pou dekonpoze ak retire kontaminan òganik nan sifas wafer la, finalman konvèti yo nan gaz kabonik inofansif ak dlo. Metòd sa a pa mande pou itilize reyaktif chimik chè ak lakòz mwens polisyon nan anviwònman an, fè li yon teknoloji émergentes nan jaden an nan netwaye wafer.
4. Ekipman Pwosesis Netwayaj Wafer
Pou asire efikasite ak sekirite pwosesis netwayaj wafer, yo itilize yon varyete ekipman netwayaj avanse nan fabrikasyon semi-conducteurs. Kalite prensipal yo enkli:
1. Mouye Netwayaj Ekipman
Ekipman netwayaj mouye gen ladan divès tank imèsyon, tank netwayaj ultrasons, ak sechwa vire. Aparèy sa yo konbine fòs mekanik ak reyaktif chimik pou retire kontaminan nan sifas wafer la. Tank Immersion yo tipikman ekipe ak sistèm kontwòl tanperati asire estabilite ak efikasite nan solisyon chimik yo.
2. Ekipman netwayaj sèk
Ekipman netwayaj sèk sitou gen ladan netwayaj plasma, ki itilize patikil ki gen gwo enèji nan plasma pou reyaji ak retire résidus nan sifas wafer la. Netwayaj Plasma se espesyalman apwopriye pou pwosesis ki mande pou kenbe entegrite sifas san yo pa entwodwi rezidi chimik.
3. Sistèm netwayaj otomatik yo
Avèk ekspansyon kontinyèl nan pwodiksyon semi-conducteurs, sistèm netwayaj otomatik yo te vin chwa ki pi pito pou netwaye wafer gwo-echèl. Sistèm sa yo souvan gen ladan mekanis transfè otomatik, sistèm netwayaj milti-tank, ak sistèm kontwòl presizyon pou asire rezilta netwayaj ki konsistan pou chak wafer.
5. Tandans nan lavni
Kòm aparèy semi-conducteurs kontinye ap retresi, teknoloji netwayaj wafer ap evolye nan direksyon solisyon pi efikas ak zanmitay anviwònman an. Teknoloji netwayaj lavni yo pral konsantre sou:
Retire patikil sub-nanomèt: Teknoloji netwayaj ki deja egziste yo ka okipe patikil nanomèt-echèl, men ak rediksyon an plis nan gwosè aparèy, retire patikil sub-nanomèt ap vin tounen yon nouvo defi.
Netwayaj vèt ak zanmitay ekolojik: Redui itilizasyon pwodui chimik ki danjere pou anviwònman an ak devlope metòd netwayaj ki pi zanmitay ekolojik, tankou netwayaj ozòn ak netwayaj megasonik, ap vin de pli zan pli enpòtan.
Nivo pi wo nan automatisation ak entèlijans: Sistèm entèlijan yo pral pèmèt siveyans an tan reyèl ak ajisteman nan divès paramèt pandan pwosesis netwayaj la, plis amelyore efikasite netwayaj ak efikasite pwodiksyon an.
Teknoloji netwayaj wafer, kòm yon etap enpòtan nan fabrikasyon semi-conducteurs, jwe yon wòl enpòtan anpil nan asire sifas wafer pwòp pou pwosesis ki vin apre yo. Konbinezon an nan metòd netwayaj divès kalite efektivman retire kontaminan, bay yon sifas substra pwòp pou pwochen etap yo. Kòm teknoloji avanse, pwosesis netwayaj yo pral kontinye ap optimize pou satisfè demand yo pou pi wo presizyon ak pi ba pousantaj defo nan fabrikasyon semi-conducteurs.
Lè poste: Oct-08-2024