Micro-Nano Processing | Introducción al tratamiento de limpieza húmeda

El proceso de CI requiere la intervención de una serie de reactivos orgánicos e inorgánicos para completar el proceso. Además, el proceso de fabricación siempre se lleva a cabo en una sala blanca con intervención humana, lo que hace inevitable que se produzcan diversas contaminaciones ambientales de las obleas de silicio. Dependiendo de las circunstancias en las que se produzca la contaminación, los contaminantes pueden clasificarse a grandes rasgos en partículas, materia orgánica, contaminantes metálicos y óxidos. La limpieza de obleas es el paso más importante y frecuente en la fabricación de dispositivos semiconductores y su eficacia tendrá un impacto directo en el rendimiento, las prestaciones y la fiabilidad del dispositivo. La limpieza en húmedo se refiere al uso de una variedad de reactivos químicos y la adsorción en la superficie del objeto a limpiar las impurezas y el aceite y la grasa de reacción química o disolución, o acompañado de ultrasonidos, calefacción, vacío y otras medidas físicas, de modo que las impurezas de la superficie del objeto a eliminar de la adjunta (desorción), y luego se enjuaga con una gran cantidad de agua desionizada de alta pureza, a fin de obtener un proceso de superficie limpia. El primer paso de la limpieza química en húmedo consiste en elegir los reactivos y la solución de lavado adecuados en función de los objetivos y los requisitos de limpieza de las obleas de silicio.

1. Propiedades y funciones de los reactivos habituales

2. Limpieza inorgánica de obleas de silicio

3. Limpieza orgánica de obleas de silicio.

4. RCALimpieza

El método de limpieza RCA se basa en disolventes, ácidos, tensioactivos y agua para limpiar las obleas sin destruir sus características superficiales mediante chorro, purga, oxidación, grabado y disolución de los contaminantes de la superficie de la oblea, la materia orgánica y la contaminación por iones metálicos. Después de cada uso de productos químicos, es necesario realizar una limpieza a fondo con agua ultrapura. A continuación se indican las soluciones de limpieza que se utilizan habitualmente y su función.

(1) Mezcla de hidróxido de amonio (amoníaco) / peróxido de hidrógeno (peróxido de hidrógeno) / agua desionizada (APM; NH4OH/H2O2/ H2O a 65～80℃).APM suele denominarse solución de limpieza SC1, su fórmula es: NH4OH:H2O2:H2O= 1:1:5 a 1:2:7, con oxidación y micrograbado para socavar y eliminar partículas superficiales; también puede eliminar contaminantes orgánicos menores y algunos contaminantes metalizados. Sin embargo, la aparición simultánea de oxidación y grabado del silicio aumentará la rugosidad de la superficie.

La limpieza APM con energía megasónica adicional reduce el consumo de productos químicos y agua desionizada, acorta el tiempo de grabado de la oblea en la solución de limpieza, mitiga los efectos anisotrópicos de la limpieza en húmedo sobre las características del circuito integrado y aumenta la vida útil de la solución de limpieza.

(2) Mezcla de ácido clorhídrico (ácido clorhídrico) / peróxido de hidrógeno (peróxido de hidrógeno) / agua desionizada (HPM; HCI/ H2O2/ H2O a 65~80℃). ～Además, los iones cloruro del ácido clorhídrico reaccionan con los iones metálicos residuales para formar un complejo fácilmente soluble en solución acuosa, que puede eliminar los contaminantes metálicos de la capa inferior de silicio.

(3) Mezcla de ácido sulfúrico (ácido sulfúrico) / peróxido de hidrógeno (peróxido de hidrógeno) (SPM; H2SO4/ H2O2 a 100~130°C). El SPM se suele denominar líquido de limpieza SC3, la proporción de volumen de ácido sulfúrico y peróxido de hidrógeno es de 3:1 y se suele utilizar para eliminar los contaminantes orgánicos del líquido de limpieza. El ácido sulfúrico deshidrata y carboniza la materia orgánica, mientras que el peróxido de hidrógeno oxida los productos de la carbonización a monóxido de carbono o gas carbónico.

(4) Grabado con ácido fluorhídrico (ácido fluorhídrico) o ácido fluorhídrico diluido (HF o DHF a 20~25°C). La formulación es: HF:H2O = 1:20 o 1:50, se utiliza principalmente para eliminar óxidos de zonas especiales, grabar dióxido de silicio y óxidos de silicio y reducir metales superficiales. Las soluciones acuosas diluidas de ácido fluorhídrico se utilizan para eliminar la capa de óxido nativa y la capa de óxido químico generada por la oxidación del peróxido de hidrógeno en la superficie de la oblea tras la limpieza de las soluciones SC1 y SC2. Al eliminar la capa de óxido, también se forma una superficie hidrófoba en la superficie de la oblea de silicio con enlaces de hidrógeno de silicio.

(5) El agua ultrapura (UPW), a menudo denominada agua DI, utiliza agua ozonizada para diluir los productos químicos residuales y las soluciones de enjuague de las obleas limpiadas químicamente.

Lectura ampliada.

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