Технологии очистки пластин и техническая документация

Оглавление

1. Основные цели и важность очистки пластин

2. Оценка загрязнения и передовые аналитические методы

3. Современные методы очистки и технические принципы

4. Техническая реализация и основы управления процессами

5. Будущие тенденции и инновационные направления

6. Комплексные решения и экосистема услуг XKH

Очистка пластин — критически важный процесс в производстве полупроводников, поскольку даже загрязнения на атомарном уровне могут снизить производительность или выход годных устройств. Процесс очистки обычно включает несколько этапов для удаления различных загрязнений, таких как органические остатки, металлические примеси, частицы и собственные оксиды.

1. Цели очистки пластин

• Удалить органические загрязнения (например, остатки фоторезиста, отпечатки пальцев).
• Устраните металлические примеси (например, Fe, Cu, Ni).
• Устраните твердые частицы (например, пыль, частицы кремния).
• Удалить естественные оксиды (например, слои SiO₂, образовавшиеся при воздействии воздуха).

2. Важность тщательной очистки пластин

• Обеспечивает высокую производительность процесса и производительность устройства.
• Снижает количество дефектов и процент брака пластин.
• Улучшает качество и однородность поверхности.

Перед интенсивной очисткой крайне важно оценить имеющиеся поверхностные загрязнения. Понимание типа, распределения по размерам и пространственного расположения загрязнений на поверхности пластины позволяет оптимизировать химический состав очистки и затраты механической энергии.

3. Передовые аналитические методы оценки загрязнения

3.1 Анализ поверхностных частиц

• Специализированные счетчики частиц используют лазерное рассеяние или компьютерное зрение для подсчета, определения размера и картирования частиц на поверхности.
• Интенсивность рассеяния света коррелирует с размерами частиц порядка десятков нанометров и плотностью до 0,1 частиц/см².
• Калибровка по стандартам обеспечивает надёжность оборудования. Сканирование до и после очистки подтверждает эффективность удаления, способствуя улучшению процесса.

3.2 Элементный анализ поверхности

• Поверхностно-чувствительные методы определяют элементный состав.
• Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия (XPS/ESCA): анализирует поверхностные химические состояния путем облучения пластины рентгеновскими лучами и измерения испускаемых электронов.
• Оптическая эмиссионная спектроскопия тлеющего разряда (GD-OES): последовательное распыление сверхтонких поверхностных слоев с одновременным анализом испускаемых спектров для определения элементного состава в зависимости от глубины.
• Пределы обнаружения достигают частей на миллион (ppm), что позволяет выбирать оптимальные чистящие средства.

3.3 Анализ морфологического загрязнения

• Сканирующая электронная микроскопия (СЭМ): позволяет получать изображения высокого разрешения для выявления форм и пропорций загрязняющих веществ, а также механизмов адгезии (химических и механических).
• Атомно-силовая микроскопия (АСМ): картирует наномасштабный рельеф для количественной оценки высоты частиц и механических свойств.
• Фрезерование сфокусированным ионным пучком (ФИП) + просвечивающая электронная микроскопия (ПЭМ): обеспечивает внутреннее изображение скрытых загрязнителей.

4. Продвинутые методы очистки

Хотя очистка растворителем эффективно удаляет органические загрязнения, для неорганических частиц, металлических остатков и ионных загрязнений требуются дополнительные передовые методы:

​​

4.1 Очистка RCA

• Этот метод, разработанный RCA Laboratories, использует двухванную обработку для удаления полярных загрязнений.
• SC-1 (Standard Clean-1): Удаляет органические загрязнения и частицы, используя смесь NH₄OH, H₂O₂ и H₂O (например, в соотношении 1:1:5 при температуре ~20 °C). Образует тонкий слой диоксида кремния.
• SC-2 (Standard Clean-2): удаляет металлические примеси с помощью HCl, H₂O₂ и H₂O (например, в соотношении 1:1:6 при температуре ~80 °C). Оставляет поверхность пассивированной.
• Сочетает чистоту и защиту поверхности.

​​

4.2 Очистка озоном

• Погружает пластины в деионизированную воду, насыщенную озоном (O₃/H₂O).
• Эффективно окисляет и удаляет органику, не повреждая пластину, оставляя химически пассивированную поверхность.

​​

4.3 Мегазвуковая очистка​​

• Использует высокочастотную ультразвуковую энергию (обычно 750–900 кГц) в сочетании с чистящими растворами.
• Создаёт кавитационные пузырьки, которые удаляют загрязнения. Проникает в сложные геометрические формы, минимизируя повреждения хрупких конструкций.

4.4 Криогенная очистка

• Быстро охлаждает пластины до криогенных температур, разрушая загрязнения.
• Последующее ополаскивание или лёгкая чистка щёткой удаляют отслоившиеся частицы. Предотвращает повторное загрязнение и проникновение вглубь поверхности.
• Быстрый, сухой процесс с минимальным использованием химикатов.

Заключение:
Будучи ведущим поставщиком комплексных решений для полупроводниковой промышленности, компания XKH руководствуется технологическими инновациями и потребностями клиентов в предоставлении комплексной экосистемы услуг, охватывающей поставку высокотехнологичного оборудования, изготовление пластин и прецизионную очистку. Мы не только поставляем международно признанное полупроводниковое оборудование (например, литографические машины, системы травления) с индивидуальными решениями, но и внедряем собственные передовые технологии, включая очистку RCA, озоновую очистку и мегазвуковую очистку, чтобы обеспечить атомарную чистоту при производстве пластин, значительно повышая выход готовой продукции и эффективность производства. Используя локальные группы быстрого реагирования и интеллектуальные сервисные сети, мы предоставляем комплексную поддержку, от установки оборудования и оптимизации процессов до предиктивного обслуживания, помогая клиентам преодолевать технические трудности и продвигаться к более точной и устойчивой разработке полупроводниковых приборов. Выбирайте нас, чтобы получить двойной выигрыш: от технического опыта до коммерческой выгоды.