Wafer Rengjøring og Skylling Tørking

1. Vaffelrengjøring

Under lagring, håndtering og prosessering av wafere er det uunngåelig at mikro- eller til og med nano-støvpartikler og sporforurensninger festes til dem-hvis de ikke fjernes fullstendig, vil disse forurensningene direkte føre til kretsmønsterdefekter, isolasjonsfilmlekkasje eller metallledninger som til slutt fører til feil på enheten. Derfor utgjør renseprosessen 20 %~30 % av de totale produksjonstimene- og har blitt kjernelenken for å sikre prosessens stabilitet.

1.1 Støv fjernes grundig ved vask: kjemisk og fysisk nedbrytning

Fra den tekniske veien er rengjøring hovedsakelig avhengig av den synergistiske effekten av kjemisk dekomponering og fysisk nedbrytning.

For eksempel kan APM (ammoniumhydroksid-hydrogenperoksid-vannblanding) effektivt fjerne organiske rester og partikler, og FPM (fluorsyre-hydrogenperoksid-vann) har høy selektivitet for metallurenheter på overflaten av oksidfilmen. SPM (svovelsyre-hydrogenperoksid, vanligvis kjent som "piranha-løsning") kan bryte ned gjenstridige fotoresistrester på grunn av dens sterke oksiderende egenskaper. Fysisk rengjøring bruker mekaniske krefter som ultralyd, megasoniske bølger eller høytrykksinjeksjon for å hjelpe kjemiske væsker med å trenge gjennom små hull og forbedre rengjøringseffektiviteten. For det følsomme stadiet etter metallkabling bør organiske løsemidler som alkohol og aceton brukes for å erstatte sure kjemiske løsninger for å unngå risikoen for metallkorrosjon.

0040-09095 Gassboks, Wcvd

1.1 rengjøringsutstyr

På utstyrsnivå er våtrenseutstyr delt inn i to kategorier: tanktype og monolittisk type: tankutstyr realiserer kjemisk væskegradientrengjøring gjennom multi-tankserier, som er egnet for batchbehandling; Det monolittiske utstyret realiserer finrengjøringen av wafermonolitter ved hjelp av roterende sprøyting og børsting, som er mer egnet for streng kontroll av lokal forurensning ved avanserte prosesser. De siste årene har renseteknologier som karbondioksidsnørensing og ozonplasmabehandling akselerert utviklingen under miljøvern og kostnadspress på grunn av fordelene med ingen utslipp av avløpsvann og lav kjemisk forurensning.

For eksempel kan lav-temperatur plasmarensing effektivt fjerne partikler i nanoskala uten å skade sensitive strukturer ved å bombardere overflaten med aktive partikler, og har blitt mye brukt i rengjøringsscenarier mellom 3D NAND-stabler.

For tiden utvikler renseprosessen seg i retning av grønt og intelligens. Forskning og utvikling av nye miljøvennlige kjemiske løsninger som fluor-fri APM og biologisk nedbrytbare chelateringsmidler har effektivt redusert risikoen for utslipp av tungmetallavløpsvann. Det AI-baserte sanntidsovervåkingssystemet kan dynamisk justere prosessparametrene ved å analysere rengjøringsløsningens sammensetning, partikkelkonsentrasjon og overflatereflektivitet for å oppnå lukket-sløyfeoptimalisering av renseeffekten. Disse teknologiske gjentakelsene forbedrer ikke bare fjerningen av forurensninger i nanoskala, men gir også nøkkelgarantier for påliteligheten til sammenkoblingsstrukturer med høy-tetthet i nye felt som 3D-integrasjon og avansert emballasje, og fortsetter å fremme halvlederproduksjon mot målet om høyere utbytte og lavere defektrate.

2. Skyll og tørk waferen etter rengjøring

Skylleprosessen utføres med ultrarent vann, som står for en betydelig andel av det totale ultrarentvannsforbruket til halvlederfabrikken, og det er nødvendig å sikre at den kjemiske løsningen fjernes fullstendig gjennom fler-trinnsskylling for å unngå potensiell innvirkning av rester på etterfølgende prosesser og enhetens ytelse. Etter skyllingen blir fullstendig fjerning av gjenværende fuktighet på waferoverflaten kjernemålet, og tørkeprosessen må oppfylle flere krav som ikke vannmerke, ingen vedheft av fremmedlegemer og elektrostatisk beskyttelse.

2.1 Roterende tørkemetode

Rotasjonstørkemetoden bruker sentrifugalkraft for å fjerne fuktighet gjennom høyhastighetsrotasjon av waferen, men friksjonen mellom waferoverflaten og nitrogen under rotasjonsprosessen er utsatt for statisk elektrisitet, noe som kan forårsake risiko for elektrostatisk sammenbrudd av enheten.

Av denne grunn er det nødvendig å matche den elektroniske dusjen for statisk nøytraliseringsbehandling for å sikre sikkerheten til prosessen. Fordelene med denne metoden er enkel betjening og lav pris, men den krever høy utstyrsnøyaktighet og miljømessig renhet, og rotasjonshastigheten og nitrogenrenheten må kontrolleres strengt for å unngå sekundær forurensning.

2.1 Isopropylalkohol tørkemetode uten å etterlate et merke

Tørkemetoden for isopropylalkohol er optimalisert for vannmerkeproblemet. Essensen av vannmerket er sporene av silisiumoksidhydrat og urenheter dannet på overflaten av waferen av gjenværende fuktighet under tørkeprosessen, som er nært knyttet til hydrofobiteten til silisiumsubstratet og den lokale vanndråperetensjonen forårsaket av ujevn tørking.

På grunn av sin lave overflatespenning og gode interoppløsning med vann, kan isopropylalkohol effektivt erstatte vann og redusere sannsynligheten for vannmerkedannelse. De spesifikke implementeringsmetodene inkluderer tre mainstream-teknologier: isopropylalkohol damptørking ved å plassere den skyllede waferen i et isopropylalkoholdampmiljø, bruke damp for å erstatte fuktigheten på overflaten av waferen og tørke den; Marangoni-tørking er å påføre isopropylalkoholdamp og nitrogen samtidig langs grenseflaten mellom waferen og vannet når waferen løftes fra ultrarent vann, og vannet drives raskt tilbake gjennom overflatespenningsgradienten for å unngå at vanndråper drar og rester. Rotagoni-tørking kombinerer de doble fordelene med roterende tørking og marangoni-tørking, akselererer vannfordampning gjennom rotasjon mens du bruker isopropylalkoholdamp for å danne en overflatespenningsgradient, oppnår mer effektive tørkeeffekter og hemmer ytterligere dannelsen av vannmerker.

I de siste årene, med fremgangen av halvlederprosessnoder til mindre størrelser, har det blitt stilt høyere krav til renslighet, ensartethet og miljøvern i tørkeprosessen. Nye tørketeknologier som plasma-assistert tørking og superkritisk karbondioksidtørking kommer gradvis inn i forskningsfeltet, førstnevnte realiserer kontaktløs tørking gjennom plasma-aktiverte overflater, og sistnevnte bruker superkritiske væskeegenskaper for å oppnå overflate-spennings-fri tørking, og effektivt unngår vannmerker og problemer med statisk elektrisitet. Samtidig har miljøverntiltak som optimalisering av resirkulerings- og gjenbrukssystemer for isopropylalkohol og utvikling av alternative løsningsmidler med lavt globalt oppvarmingspotensial (GWP) også blitt fokus for industrien, og fremmer utviklingen av halvlederrengjørings- og tørkeprosesser i en mer effektiv, grønnere og mer pålitelig retning.