Εισαγωγή στη διαδικασία καθαρισμού RCA

Η τεχνολογία καθαρισμού RCA είναι μια τυπική και κρίσιμη διαδικασία υγρού καθαρισμού στη βιομηχανία κατασκευής ημιαγωγών, που χρησιμοποιείται κυρίως για την αφαίρεση ρύπων όπως οργανικά υπολείμματα, μεταλλικά ιόντα και σωματίδια στην επιφάνεια των πλακών πυριτίου για τη διασφάλιση της υψηλής ποιότητας-προόδου των επόμενων διαδικασιών και την αξιοπιστία των ηλεκτρονικών εξαρτημάτων. Από τη δεκαετία του '70 του 20ου αιώνα, αυτή η τεχνολογία έχει προταθεί από την Αμερικανική Εταιρεία Ραδιοφώνου και εξακολουθεί να είναι μια από τις κύριες μεθόδους καθαρισμού στη βιομηχανία λόγω της αποτελεσματικής καθαριστικής της δράσης και των σχετικά ήπιων συνθηκών επεξεργασίας.

Η μέθοδος καθαρισμού RCA αναπτύχθηκε για πρώτη φορά από τους Kern και Puotinen το 1965 ενώ εργαζόταν για την American Radio Corporation και πήρε το όνομά της από την εταιρεία. Αυτή η μέθοδος μπορεί να αφαιρέσει αποτελεσματικά διάφορους ρύπους συνδυάζοντας πολλαπλά χημικά διαλύματα ως διαλύματα καθαρισμού και έχει γίνει η βάση για διάφορες επακόλουθες διαδικασίες καθαρισμού εμπρός και πίσω. Η διαδικασία καθαρισμού που χρησιμοποιείται από πολλούς κατασκευαστές ημιαγωγών σήμερα προέρχεται από την αρχική μέθοδο καθαρισμού RCA, αποδεικνύοντας τη σημαντική θέση της στον τομέα αυτό.

0020-27113 ΔΑΧΤΥΛΙΟΣ ΣΦΙΓΚΤΗΡΑ 6 SMF TI

Διαδικασία καθαρισμού και βασικά βήματα

Η βασική διαδικασία του καθαρισμού RCA αποτελείται κυρίως από δύο στάδια, το Standard Cleaning 1 (SC-1) και το Standard Cleaning 2 (SC-2), μερικές φορές σε συνδυασμό με άλλες λύσεις καθαρισμού όπως SPM και DHF. Στο στάδιο SC-1, χρησιμοποιείται συνήθως ένα αναλογικό μίγμα αμμωνίας, υπεροξειδίου του υδρογόνου και απιονισμένου νερού, με τυπική αναλογία NH4OH:H2O2:H2O=1:1:5, και η θερμοκρασία ελέγχεται μεταξύ 70 βαθμών και 80 βαθμών. Αυτό το βήμα αφαιρεί αποτελεσματικά τα οργανικά υπολείμματα και τις σωματιδιακές ακαθαρσίες, ενώ δημιουργεί ένα λεπτό στρώμα οξειδίου που βοηθά στην απομάκρυνση των σωματιδίων διαβρώνοντας ελαφρά την επιφάνεια. Στη συνέχεια ξεπλένεται με απιονισμένο νερό για να αφαιρεθεί τυχόν υπολειμματικό διάλυμα SC-1.

Στη συνέχεια, το στάδιο SC-2 πραγματοποιείται, χρησιμοποιώντας ένα διάλυμα υδροχλωρικού οξέος, υπεροξειδίου του υδρογόνου και απιονισμένου νερού, με τυπική αναλογία HCl:H2O2:H2O=1:1:6, και η θερμοκρασία ελέγχεται επίσης στους 70 βαθμούς έως 80 βαθμούς. Η κύρια λειτουργία αυτού του σταδίου είναι η αφαίρεση της μόλυνσης από μεταλλικά ιόντα και η μεταφορά ιόντων μετάλλων εύκολα από το διάλυμα σχηματίζοντας ένα σταθερό σύμπλοκο χλωριούχου μετάλλου. Η διαδικασία καθαρισμού ολοκληρώνεται με ένα σχολαστικό ξέπλυμα με απιονισμένο νερό και πιθανώς βύθιση σε θερμαινόμενο υπερκαθαρό νερό για την πλήρη απομάκρυνση τυχόν υπολειμμάτων χημικών ουσιών.

Τα ευρέως χρησιμοποιούμενα υγρά καθαρισμού και τα αποτελέσματά τους

Εκτός από το SC-1 και το SC-2, πολλά άλλα υγρά καθαρισμού χρησιμοποιούνται συνήθως στον καθαρισμό RCA. Το APM (π.χ. SC-1) αφαιρεί τα επιφανειακά σωματίδια μέσω οξείδωσης και μικροεγχάραξης και μπορεί επίσης να αφαιρέσει ελαφρούς οργανικούς ρύπους και ορισμένους μεταλλικούς ρύπους, αλλά μπορεί να προκαλέσει τραχύτητα στην επιφάνεια. Το HPM (δηλαδή, SC-2) μπορεί να διαλύσει ιόντα αλκαλιμετάλλου και υδροξείδια αλουμινίου, σιδήρου και μαγνησίου και να απομακρύνει τη ρύπανση από μέταλλα σχηματίζοντας σύμπλοκα με υπολειμματικά μεταλλικά ιόντα με ιόντα χλωρίου. Το διάλυμα SPM αποτελείται από θειικό οξύ και υπεροξείδιο του υδρογόνου, συνήθως αναμεμειγμένα με αναλογία ανάμειξης H2SO4:H2O2=2:1 έως 4:1, σε θερμοκρασία 100 βαθμών έως 130 βαθμούς, που χρησιμοποιείται κυρίως για την απομάκρυνση οργανικών ρύπων και τον καθαρισμό του άνθρακα μέσω αντίδρασης αφυδάτωσης και οξείδωσης.

Το DHF είναι αραιωμένο υδροφθορικό οξύ, αναμεμειγμένο με HF:H2O=1:10, χρησιμοποιείται σε θερμοκρασία δωματίου για την αφαίρεση του πρωτεύοντος στρώματος οξειδίου και του στρώματος χημικού οξειδίου που σχηματίστηκε μετά τον καθαρισμό SC-1 και SC-2 και ταυτόχρονα σχηματίζει δεσμούς πυριτίου-υδρογόνου στην επιφάνεια του πυριτίου που δείχνει υδροφοβία. Το υπερκαθαρό νερό χρησιμοποιείται για σχολαστικό ξέπλυμα μετά από κάθε χημική επεξεργασία για την απομάκρυνση των χημικών υπολειμμάτων μέσω αραίωσης και την εξασφάλιση καθαρής επιφάνειας γκοφρέτας.

0040-70319 ΠΡΟΣΩΠΟ, ΥΔΡΟΨΥΚΤΟ, SACVD 200mm ΠΑΡΑΓΩΓΟΣ

Χαρακτηριστικά και σημασία της διαδικασίας

Το πάχος του λεπτού στρώματος οξειδίου που παράγεται κατά τον καθαρισμό RCA είναι γενικά στην περιοχή των λίγων νανόμετρων, το οποίο μπορεί να προστατεύσει αποτελεσματικά την επιφάνεια του πυριτίου από επακόλουθη μόλυνση. Ολόκληρη η μέθοδος καθαρισμού βασίζεται σε διαλύτες, οξέα, επιφανειοδραστικές ουσίες και νερό για την απομάκρυνση των ρύπων μέσω διεργασιών όπως το ξέπλυμα, ο καθαρισμός, η οξείδωση, η χάραξη και η διάλυση χωρίς να διακυβεύονται οι ιδιότητες της επιφάνειας του πλακιδίου. Αυτή η τεχνολογία είναι κρίσιμη για την επίτευξη καθαριότητας, συνέπειας και ελέγχου διαδικασίας στην κατασκευή ημιαγωγών και η αποτελεσματικότητά της εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την αξιοπιστία του εξοπλισμού που χρησιμοποιείται για την εξασφάλιση ακριβών και επαναλαμβανόμενων αποτελεσμάτων για τους μηχανικούς διεργασιών.

Συνοπτικά, ο καθαρισμός RCA διασφαλίζει υψηλή καθαριότητα στην επιφάνεια των πλακών πυριτίου μέσω της επιλεκτικής αφαίρεσης πολλαπλών- σταδίων διαφορετικών τύπων ρύπων, που είναι ένας απαραίτητος βασικός σύνδεσμος διαδικασίας στην κατασκευή ημιαγωγών. Αν και αυτή η τεχνολογία έχει ορισμένα μειονεκτήματα, όπως τη δυνατότητα διάλυσης μεταλλικών καλωδίων στη διαδικασία του πίσω-άκρου, εξακολουθεί να χρησιμοποιείται ευρέως από τις περισσότερες εταιρείες λόγω του αξιοσημείωτου καθαριστικού της αποτελέσματος.