¿Qué es la limpieza de obleas semiconductoras?

La limpieza de obleas se refiere al proceso de eliminación de partículas contaminantes, contaminantes orgánicos, contaminantes metálicos y capas de óxido natural de la superficie de la oblea mediante métodos físicos o químicos antes de procesos de semiconductores como oxidación, fotolitografía, epitaxia, difusión y evaporación con alambre. En la fabricación de semiconductores, el rendimiento de los dispositivos semiconductores depende en gran medida de la limpieza deloblea semiconductorasuperficie. Por lo tanto, para lograr la limpieza requerida para la fabricación de semiconductores, los rigurosos procesos de limpieza de las obleas son esenciales.

Tecnologías convencionales para la limpieza de obleas

1.Limpieza en seco:tecnología de limpieza por plasma, tecnología de limpieza en fase de vapor.

2.Limpieza química húmeda:Método de inmersión en solución, método de fregado mecánico, tecnología de limpieza ultrasónica, tecnología de limpieza megasónica, método de pulverización rotativa.

3.Limpieza de vigas:Tecnología de limpieza por microhaz, tecnología de rayo láser, tecnología de pulverización de condensación.

La clasificación de los contaminantes proviene de diversas fuentes y comúnmente se clasifican en las siguientes cuatro categorías según sus propiedades:

1.Partículas contaminantes

Las partículas contaminantes consisten principalmente en polímeros, fotorresistentes e impurezas de grabado. Estos contaminantes generalmente se adhieren a la superficie de las obleas semiconductoras, lo que puede causar problemas como defectos de fotolitografía, bloqueos de grabado, poros en películas delgadas y cortocircuitos. Su fuerza de adhesión es principalmente atracción de Van der Waals, que puede eliminarse rompiendo la adsorción electrostática entre las partículas y la superficie de la oblea mediante fuerzas físicas (como la cavitación ultrasónica) o soluciones químicas (como SC-1).

2.Contaminantes orgánicos

Los contaminantes orgánicos provienen principalmente de aceites de piel humana, aire de salas blancas, aceite de máquina, grasa de silicona para aspiradoras, fotoprotectores y disolventes de limpieza. Pueden cambiar la hidrofobicidad de la superficie, aumentar la rugosidad de la superficie y causar empañamiento de la superficie de las obleas semiconductoras, afectando así el crecimiento de la capa epitaxial y la uniformidad de la deposición de películas delgadas. Por esta razón, la limpieza de contaminantes orgánicos generalmente se lleva a cabo como el primer paso de la secuencia general de limpieza de la oblea, donde se usan oxidantes fuertes (por ejemplo, mezcla de ácido sulfúrico/peróxido de hidrógeno, SPM) para descomponer y eliminar los contaminantes orgánicos de manera efectiva.

3.Contaminantes metálicos

En los procesos de fabricación de semiconductores, los contaminantes metálicos (como Na, Fe, Ni, Cu, Zn, etc.) que se originan en los productos químicos del proceso, el desgaste de los componentes del equipo y el polvo ambiental se adhieren a la superficie de la oblea en forma atómica, iónica o particulada. Pueden provocar problemas como corriente de fuga, deriva de voltaje umbral y vida útil más corta de la portadora en dispositivos semiconductores, lo que afecta gravemente el rendimiento y el rendimiento del chip. Este tipo de contaminantes metálicos se pueden eliminar eficazmente utilizando una mezcla de ácido clorhídrico o peróxido de hidrógeno (SC-2).

4.Capas de óxido natural.

Las capas de óxido natural en la superficie de la oblea pueden impedir la deposición de metal, lo que aumenta la resistencia al contacto, afecta la uniformidad del grabado y el control de la profundidad e interfiere con la distribución del dopaje de la implantación de iones. El grabado con HF (DHF o BHF) se adopta comúnmente para la eliminación de óxido y asegurar la integridad interfacial en procesos posteriores.

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