Cos'è la pulizia dei wafer semiconduttori？

La pulizia del wafer si riferisce al processo di rimozione di contaminanti particolati, contaminanti organici, contaminanti metallici e strati di ossido naturale dalla superficie del wafer utilizzando metodi fisici o chimici prima di processi a semiconduttore come ossidazione, fotolitografia, epitassia, diffusione ed evaporazione del filo. Nella produzione di semiconduttori, il rendimento dei dispositivi a semiconduttore dipende in gran parte dalla puliziawafer semiconduttoresuperficie. Pertanto, per ottenere la pulizia richiesta per la produzione di semiconduttori, sono essenziali rigorosi processi di pulizia dei wafer.

Tecnologie tradizionali per la pulizia dei wafer

1. Lavaggio a secco:tecnologia di pulizia al plasma, tecnologia di pulizia in fase vapore.

2.Pulizia chimica umida:Metodo di immersione in soluzione, metodo di lavaggio meccanico, tecnologia di pulizia ad ultrasuoni, tecnologia di pulizia megasonica, metodo di spruzzatura rotante.

3.Pulizia del fascio:Tecnologia di pulizia a microfasci, tecnologia a raggi laser, tecnologia a spruzzo di condensa.

La classificazione dei contaminanti ha origine da varie fonti e viene comunemente classificata nelle seguenti quattro categorie in base alle loro proprietà:

1.Contaminanti particolati

I contaminanti particolati sono costituiti principalmente da polimeri, fotoresist e impurità di incisione. Questi contaminanti solitamente aderiscono alla superficie dei wafer semiconduttori, il che può causare problemi come difetti della fotolitografia, blocchi dell'incisione, fori di spillo nella pellicola sottile e cortocircuiti. La loro forza di adesione è principalmente l'attrazione di van der Waals, che può essere eliminata rompendo l'adsorbimento elettrostatico tra le particelle e la superficie del wafer utilizzando forze fisiche (come la cavitazione ultrasonica) o soluzioni chimiche (come SC-1).

2.Contaminanti organici

I contaminanti organici provengono principalmente da oli della pelle umana, aria delle camere bianche, olio per macchine, grasso al silicone per vuoto, fotoresist e solventi per la pulizia. Possono modificare l'idrofobicità superficiale, aumentare la ruvidità superficiale e causare l'appannamento superficiale dei wafer semiconduttori, influenzando così la crescita dello strato epitassiale e l'uniformità di deposizione della pellicola sottile. Per questo motivo, la pulizia dei contaminanti organici viene solitamente eseguita come primo passaggio della sequenza complessiva di pulizia del wafer, in cui vengono utilizzati forti ossidanti (ad esempio, miscela di acido solforico/perossido di idrogeno, SPM) per decomporre e rimuovere efficacemente i contaminanti organici.

3.Contaminanti metallici

Nei processi di produzione dei semiconduttori, i contaminanti metallici (come Na, Fe, Ni, Cu, Zn, ecc.) provenienti da prodotti chimici di processo, usura dei componenti delle apparecchiature e polvere ambientale aderiscono alla superficie del wafer in forma atomica, ionica o particellare. Potrebbero portare a problemi come corrente di dispersione, deriva della tensione di soglia e durata ridotta del portante nei dispositivi a semiconduttore, con un grave impatto sulle prestazioni e sulla resa del chip. Questo tipo di contaminanti metallici possono essere rimossi efficacemente utilizzando una miscela di acido cloridrico o perossido di idrogeno (SC-2).

4. Strati di ossido naturale

Gli strati di ossido naturale sulla superficie del wafer possono impedire la deposizione del metallo, portando ad una maggiore resistenza di contatto, influenzando l'uniformità dell'incisione e il controllo della profondità e interferendo con la distribuzione del drogante dell'impianto ionico. L'attacco HF (DHF o BHF) è comunemente adottato per la rimozione dell'ossido per garantire l'integrità interfacciale nei processi successivi.

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