Qu'est-ce que le nettoyage des plaquettes semi-conductrices ?

Le nettoyage des plaquettes fait référence au processus d'élimination des contaminants particulaires, des contaminants organiques, des contaminants métalliques et des couches d'oxyde naturel de la surface de la plaquette à l'aide de méthodes physiques ou chimiques avant les processus de semi-conducteurs tels que l'oxydation, la photolithographie, l'épitaxie, la diffusion et l'évaporation du fil. Dans la fabrication des semi-conducteurs, le taux de rendement des dispositifs semi-conducteurs dépend en grande partie de la propreté duplaquette semi-conductricesurface. Par conséquent, pour atteindre la propreté requise pour la fabrication de semi-conducteurs, des processus rigoureux de nettoyage des plaquettes sont essentiels.

Technologies grand public pour le nettoyage des plaquettes

1. Nettoyage à sec :technologie de nettoyage au plasma, technologie de nettoyage en phase vapeur.

2. Nettoyage chimique humide :Méthode d'immersion en solution, méthode de nettoyage mécanique, technologie de nettoyage par ultrasons, technologie de nettoyage mégasonique, méthode de pulvérisation rotative.

3. Nettoyage des poutres :Technologie de nettoyage par microfaisceau, technologie de faisceau laser, technologie de pulvérisation de condensation.

La classification des contaminants provient de diverses sources et est généralement classée dans les quatre catégories suivantes en fonction de leurs propriétés :

1. Contaminants particulaires

Les contaminants particulaires sont principalement constitués de polymères, de photorésists et d’impuretés de gravure. Ces contaminants adhèrent généralement à la surface des tranches semi-conductrices, ce qui peut provoquer des problèmes tels que des défauts de photolithographie, un blocage de gravure, des trous d'épingle dans les couches minces et des courts-circuits. Leur force d'adhésion est principalement l'attraction de Van der Waals, qui peut être éliminée en brisant l'adsorption électrostatique entre les particules et la surface de la plaquette à l'aide de forces physiques (telles que la cavitation ultrasonique) ou de solutions chimiques (telles que SC-1).

2. Contaminants organiques

Les contaminants organiques proviennent principalement des huiles de la peau humaine, de l’air des salles blanches, de l’huile de machine, de la graisse silicone pour aspirateur, de la résine photosensible et des solvants de nettoyage. Ils peuvent modifier le caractère hydrophobe de la surface, augmenter la rugosité de la surface et provoquer une buée en surface des tranches semi-conductrices, affectant ainsi la croissance de la couche épitaxiale et l'uniformité du dépôt de couches minces. Pour cette raison, le nettoyage des contaminants organiques constitue généralement la première étape de la séquence globale de nettoyage des plaquettes, au cours de laquelle des oxydants puissants (par exemple, un mélange d'acide sulfurique et de peroxyde d'hydrogène, SPM) sont utilisés pour décomposer et éliminer efficacement les contaminants organiques.

3. Contaminants métalliques

Dans les processus de fabrication de semi-conducteurs, les contaminants métalliques (tels que Na, Fe, Ni, Cu, Zn, etc.) provenant des produits chimiques de traitement, de l'usure des composants de l'équipement et de la poussière environnementale adhèrent à la surface de la tranche sous forme atomique, ionique ou particulaire. Ils peuvent entraîner des problèmes tels que des courants de fuite, une dérive de tension de seuil et une durée de vie réduite des porteurs dans les dispositifs semi-conducteurs, ce qui a un impact important sur les performances et le rendement des puces. Ces types de contaminants métalliques peuvent être efficacement éliminés à l’aide d’un mélange d’acide chlorhydrique ou de peroxyde d’hydrogène (SC-2).

4. Couches d'oxyde naturel

Les couches d'oxyde naturel sur la surface de la tranche peuvent empêcher le dépôt de métal, entraînant une résistance de contact accrue, affectant l'uniformité de la gravure et le contrôle de la profondeur, et interférant avec la distribution du dopage de l'implantation ionique. La gravure HF (DHF ou BHF) est couramment adoptée pour l'élimination des oxydes afin de garantir l'intégrité de l'interface dans les processus ultérieurs.

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