Основными источники загрязнений
– абразивные и клеящие материалы, используемые при механической обработке полупроводниковых подложек;
– пыль и аэрозольные частицы, содержащиеся в воздушной среде производственных помещений;
– технологическое оборудование и оснастка, операционная и транспортная тара для подложек;
– технологические среды, органические и неорганические реагенты, промывочная вода;
– одежда, эпителий, косметика, бактерии и вирусы, жировые отпечатки пальцев оператора.
Борьба с загрязнениями
Данную задачу решают в трёх аспектах:
– использование эффективных методов очистки подложек перед выполнением ответственных технологических операций;
– исключение попадания загрязнений на поверхность подложек из воздушной среды производственных помещений путём реализации техпроцесса в чистых производственных помещениях;
– исключение попадания загрязнений на поверхность подложек при выполнении операций в технологических установках путем использования чистых технологических сред и тщательной под
готовки технологического оборудования.
Требования к методам очистки полупроводниковых подложек
– инертность по отношению к обрабатываемому материалу;
– пожаробезопасность и минимальная токсичность;
– высокая степень чистоты используемых химреактивов, газов и воды;
– оборудование для очистки должно конструироваться по принципу «бесконечного разбавления».
Классификация методов очистки подложек:
=Жидкосные–Физические --Обезжиривание в органических растворителях -- Промывка в воде;
-Химические -- Обезжиривание в перекисно-амиачных растворителях -- Удаление ионовв перекисно-кислотных растворителях -- Кислотное и щелочные травители
=Сухие – Физические --Отжиг --Ионное травление; -Химические--парогазовое травление --плазмо химическое травление.
Обезжиривание в органических растворителях
В основе метода лежат процессы замещения адсорбированных молекул примесей молекулами растворителей. В результате десорбции молекулы загрязнений переходят с очищаемой поверхности подложки в приповерхностный слой растворителя и далее равномерно распределяются в его объёме.
Используемые материалы:
трихлорэтилен, толуол, спирты, бензин, ацетон.
Недостаток метода:неполное удаление загрязнений вследствие уравнивания скоростей десорбции и адсорбции. Т.е, наблюдается вторичное загрязнение поверхности из объёма растворителя.
Очистка подложек в очищающих растворах
Основана на химическом взаимодействии компонентов растворов с загрязнениями поверхности.
Органические загрязнения разрушаются, окисляются до легкорастворимых форм или до образования газообразных веществ и воды.
Обработка в щелочных растворах основана на разложении жиров щелочью и переводе их в легкорастворимые мыла.
Очистка поверхности от атомов и ионов металлов, оксидных, сульфидных и нитридных пленок проводится в кислотных растворах.
Удаление атомных и ионных загрязнений с помощью кислот основано на вытеснении атомов и ионов металлов ионами водорода.
Интенсификации процессов очистки
Осуществляется для повышения эффективности очистки. При этом ускоряются наиболее медленные стадии процесса (например, подвод свежего реагента в зону обработки, отвод продуктов химических реакций от обрабатываемой поверхности, десорбция атомов или ионов и т.д. ).
Методы интенсификации подразделяются на физические ,химические и комбинированные.
Физические методы интенсификации
нагрев, кипячение, обработка струёй,обработка гидроциркуляцией, обработка протоком, гидромеханическая отмывка,центрифугирование, обработку ультра– и мегазвуком, плазменная обработка.