Introduksjon til RCA renseprosess

RCA-renseteknologi er en standard og kritisk våtrengjøringsprosess i halvlederproduksjonsindustrien, hovedsakelig brukt til å fjerne forurensninger som organiske rester, metallioner og partikler på overflaten av silisiumskiver for å sikre fremdriften av høy-kvalitet til påfølgende prosesser og påliteligheten til elektroniske komponenter. Siden 70-tallet av det 20. århundre har denne teknologien blitt foreslått av American Radio Company, og er fortsatt en av de vanlige rengjøringsmetodene i bransjen på grunn av dens effektive renseeffekt og relativt milde behandlingsforhold.

RCA-rengjøringsmetoden ble først utviklet av Kern og Puotinen i 1965 mens de jobbet for American Radio Corporation og ble oppkalt etter selskapet. Denne metoden kan effektivt fjerne ulike forurensninger ved å kombinere flere kjemiske løsninger som rengjøringsløsninger, og har blitt grunnlaget for ulike påfølgende rengjøringsprosesser foran og bak. Renseprosessen som brukes av mange halvlederprodusenter i dag stammer fra den originale RCA-rengjøringsmetoden, som viser dens viktige posisjon på dette feltet.

0020-27113 KLEMMERING 6 SMF TI

Rengjøringsprosess og kjernetrinn

Kjerneprosessen i RCA-rengjøring består hovedsakelig av to trinn, Standardrengjøring 1 (SC-1) og Standardrengjøring 2 (SC-2), noen ganger i kombinasjon med andre rengjøringsløsninger som SPM og DHF. I SC-1-stadiet brukes vanligvis en proporsjonal blanding av ammoniakk, hydrogenperoksid og avionisert vann, med et typisk forhold på NH₄OH:H₂O₂:H₂O=1:1:5, og temperaturen kontrolleres mellom 70 grader og 80 grader. Dette trinnet fjerner effektivt organiske rester og partikkelformede urenheter samtidig som det skapes et tynt oksidlag som hjelper til med å fjerne partikler ved å korrodere overflaten litt. Den skylles deretter med avionisert vann for å fjerne eventuell gjenværende SC-1-løsning.

Deretter utføres SC-2-trinnet ved å bruke en løsning av saltsyre, hydrogenperoksid og avionisert vann, med et typisk forhold på HCl:H2O2:H2O=1:1:6, og temperaturen kontrolleres også til 70 grader til 80 grader. Hovedfunksjonen til dette trinnet er å fjerne metallionforurensning og gjøre metallioner lett å frakte bort av løsningen ved å danne et stabilt metallkloridkompleks. Renseprosessen avsluttes med en grundig skylling med avionisert vann og eventuelt nedsenking i oppvarmet ultrarent vann for fullstendig å fjerne eventuelle rester av kjemikalier.

Vanlig brukte rengjøringsvæsker og deres effekter

I tillegg til SC-1 og SC-2, er flere andre rensevæsker ofte brukt i RCA-rengjøring. APM (dvs. SC-1) fjerner overflatepartikler gjennom oksidasjon og mikroetsing, og kan også fjerne lette organiske forurensninger og noen metallforurensninger, men kan forårsake overflateruhet. HPM (dvs. SC-2) kan løse opp alkalimetallioner og hydroksyder av aluminium, jern og magnesium, og fjerne metallforurensning ved å danne komplekser med gjenværende metallioner ved hjelp av kloridioner. SPM-løsningen er sammensatt av svovelsyre og hydrogenperoksid, vanligvis blandet med et blandingsforhold på H₂SO4:H₂O₂=2:1 til 4:1, ved en temperatur på 100 grader til 130 grader, hovedsakelig brukt til å fjerne organiske forurensninger, og rense gjennom dehydrering, karbonisering og karbonisering.

DHF er fortynnet flussyre, blandet med HF:H₂O=1:10, brukt ved romtemperatur for å fjerne det primære oksidlaget og det kjemiske oksidlaget dannet etter rengjøring av SC-1 og SC-2, og samtidig danne silisium-hydrogenbindinger på overflaten av silisium, som viser hydrofobitet. Ultrarent vann brukes til grundig skylling etter hver kjemisk behandling for å fjerne kjemikalierester gjennom fortynning og sikre en ren waferoverflate.

0040-70319 FACEPLATE,VANNKJØLT,SACVD 200mm PRODUSENT

Prosessegenskaper og viktighet

Tykkelsen på det tynne oksidlaget som produseres under RCA-rengjøring er vanligvis i området noen få nanometer, noe som effektivt kan beskytte silisiumoverflaten mot påfølgende forurensning. Hele rensemetoden er avhengig av løsemidler, syrer, overflateaktive stoffer og vann for å fjerne forurensninger gjennom prosesser som skylling, rensing, oksidering, etsing og oppløsning uten at det går på bekostning av waferoverflateegenskaper. Denne teknologien er kritisk for å oppnå renslighet, konsistens og prosesskontroll i halvlederproduksjon, og dens effektivitet er svært avhengig av påliteligheten til utstyret som brukes for å sikre nøyaktige og repeterbare resultater for prosessingeniører.

Oppsummert sikrer RCA-rengjøring høy renhet på overflaten av silisiumskiver gjennom selektiv fler-trinns fjerning av ulike typer forurensninger, som er en uunnværlig nøkkelprosessledd i halvlederproduksjon. Selv om denne teknologien har noen ulemper, for eksempel muligheten for å løse opp metallledninger i bak-prosessen, er den fortsatt mye brukt av de fleste selskaper på grunn av dens bemerkelsesverdige renseeffekt.