O que é a limpeza do wafer semicondutor？

A limpeza do wafer refere-se ao processo de remoção de contaminantes particulados, contaminantes orgânicos, contaminantes metálicos e camadas de óxido natural da superfície do wafer usando métodos físicos ou químicos antes de processos semicondutores, como oxidação, fotolitografia, epitaxia, difusão e evaporação de fio. Na fabricação de semicondutores, a taxa de rendimento dos dispositivos semicondutores depende em grande parte da limpeza dobolacha semicondutorasuperfície. Portanto, para alcançar a limpeza necessária para a fabricação de semicondutores, os rigorosos processos de limpeza de wafers são essenciais.

Tecnologias convencionais para limpeza de wafer

1. Limpeza a seco:tecnologia de limpeza de plasma, tecnologia de limpeza de fase de vapor.

2.Limpeza química úmida:Método de imersão em solução, método de lavagem mecânica, tecnologia de limpeza ultrassônica, tecnologia de limpeza megassônica, método de pulverização rotativa.

3.Limpeza do feixe:Tecnologia de limpeza por microfeixe, tecnologia de feixe laser, tecnologia de spray de condensação.

A classificação dos contaminantes origina-se de várias fontes e são comumente classificados nas quatro categorias a seguir de acordo com suas propriedades:

1.Contaminantes particulados

Os contaminantes particulados consistem principalmente em polímeros, fotorresistentes e impurezas de corrosão. Esses contaminantes geralmente aderem à superfície de wafers semicondutores, o que pode causar problemas como defeitos de fotolitografia, bloqueio de gravação, furos de película fina e curtos-circuitos. Sua força de adesão é principalmente atração de van der Waals, que pode ser eliminada quebrando a adsorção eletrostática entre as partículas e a superfície do wafer usando forças físicas (como cavitação ultrassônica) ou soluções químicas (como SC-1).

2.Contaminantes orgânicos

Os contaminantes orgânicos vêm principalmente de óleos da pele humana, ar de salas limpas, óleo de máquina, graxa de silicone para vácuo, fotorresistente e solventes de limpeza. Eles podem alterar a hidrofobicidade da superfície, aumentar a rugosidade da superfície e causar embaçamento da superfície dos wafers semicondutores, afetando assim o crescimento da camada epitaxial e a uniformidade de deposição do filme fino. Por esta razão, a limpeza de contaminantes orgânicos é geralmente conduzida como a primeira etapa da sequência geral de limpeza do wafer, onde oxidantes fortes (por exemplo, mistura de ácido sulfúrico/peróxido de hidrogênio, SPM) são usados ​​para decompor e remover contaminantes orgânicos de forma eficaz.

3. Contaminantes metálicos

Nos processos de fabricação de semicondutores, contaminantes metálicos (como Na, Fe, Ni, Cu, Zn, etc.) provenientes de produtos químicos de processo, desgaste de componentes de equipamentos e poeira ambiental aderem à superfície do wafer na forma atômica, iônica ou particulada. Eles podem levar a problemas como corrente de fuga, desvio de tensão limite e vida útil reduzida da portadora em dispositivos semicondutores, impactando severamente o desempenho e o rendimento do chip. Esses tipos de contaminantes metálicos podem ser removidos com eficácia usando uma mistura de ácido clorídrico ou peróxido de hidrogênio (SC-2).

4. Camadas de óxido natural

Camadas de óxido natural na superfície do wafer podem impedir a deposição de metal, levando ao aumento da resistência de contato, afetando a uniformidade da gravação e o controle de profundidade, e interferindo na distribuição de dopagem da implantação iônica. A gravação HF (DHF ou BHF) é comumente adotada para remoção de óxido para garantir a integridade interfacial em processos subsequentes.

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