Teknologier for rengjøring av skiver og teknisk dokumentasjon

Innholdsfortegnelse

1. Kjernemål og viktigheten av rengjøring av skiver

2. Forurensningsvurdering og avanserte analyseteknikker

3. Avanserte rengjøringsmetoder og tekniske prinsipper

4. Teknisk implementering og prosesskontroll – grunnleggende elementer

5. Fremtidige trender og innovative retninger

6. XKH komplette løsninger og tjenesteøkosystem

Rengjøring av skiver er en kritisk prosess i halvlederproduksjon, ettersom selv forurensninger på atomnivå kan forringe enhetens ytelse eller utbytte. Rengjøringsprosessen involverer vanligvis flere trinn for å fjerne forskjellige forurensninger, som organiske rester, metalliske urenheter, partikler og native oksider.

1. Mål med rengjøring av skiver

• Fjern organiske forurensninger (f.eks. fotoresistrester, fingeravtrykk).
• Eliminer metalliske urenheter (f.eks. Fe, Cu, Ni).
• Fjern partikkelforurensning (f.eks. støv, silikonfragmenter).
• Fjern naturlige oksider (f.eks. SiO₂-lag dannet under lufteksponering).

2. Viktigheten av grundig rengjøring av skiver

• Sikrer høy prosessutbytte og enhetsytelse.
• Reduserer antall defekter og waferskrap.
• Forbedrer overflatekvaliteten og konsistensen.

Før intensiv rengjøring er det viktig å vurdere eksisterende overflateforurensning. Å forstå typen, størrelsesfordelingen og den romlige plasseringen av forurensninger på waferoverflaten optimaliserer rengjøringskjemien og den mekaniske energitilførselen.

3. Avanserte analytiske teknikker for forurensningsvurdering

3.1 Analyse av overflatepartikler

• Spesialiserte partikkeltellere bruker laserspredning eller datasyn for å telle, størrelsesberegne og kartlegge overflaterester.
• Lysspredningsintensiteten korrelerer med partikkelstørrelser så små som titalls nanometer og tettheter så lave som 0,1 partikler/cm².
• Kalibrering med standarder sikrer maskinvarepålitelighet. Skanninger før og etter rengjøring validerer fjerningseffektiviteten og driver prosessforbedringer.

3.2 Elementær overflateanalyse

• Overflatesensitive teknikker identifiserer elementær sammensetning.
• Røntgenfotoelektronspektroskopi (XPS/ESCA): Analyserer overflatekjemiske tilstander ved å bestråle waferen med røntgenstråler og måle emitterte elektroner.
• Glødeutladningsoptisk emisjonsspektroskopi (GD-OES): Forstøver ultratynne overflatelag sekvensielt mens den analyserer emitterte spektre for å bestemme dybdeavhengig elementsammensetning.
• Deteksjonsgrensene når deler per million (ppm), noe som veileder valg av optimal rengjøringskjemikalie.

3.3 Morfologisk forurensningsanalyse

• Skanningselektronmikroskopi (SEM): Tar bilder med høy oppløsning for å avsløre forurensningers former og sideforhold, noe som indikerer adhesjonsmekanismer (kjemisk vs. mekaniske).
• Atomkraftmikroskopi (AFM): Kartlegger nanoskalatopografi for å kvantifisere partikkelhøyde og mekaniske egenskaper.
• Fokusert ionestrålefresing (FIB) + transmisjonselektronmikroskopi (TEM): Gir innvendige visninger av nedgravde forurensninger.

4. Avanserte rengjøringsmetoder

Selv om løsemiddelrengjøring effektivt fjerner organiske forurensninger, kreves det ytterligere avanserte teknikker for uorganiske partikler, metallrester og ioniske forurensninger:

.

4.1 RCA-rengjøring

• Denne metoden er utviklet av RCA Laboratories, og benytter en dobbeltbadprosess for å fjerne polare forurensninger.
• SC-1 (Standard Clean-1): Fjerner organiske forurensninger og partikler ved hjelp av en blanding av NH₄OH, H₂O₂ og H₂O (f.eks. forholdet 1:1:5 ved ~20 °C). Danner et tynt silisiumdioksidlag.
• SC-2 (Standard Clean-2): Fjerner metalliske urenheter ved bruk av HCl, H₂O₂ og H₂O (f.eks. forholdet 1:1:6 ved ~80 °C). Etterlater en passivert overflate.
• Balanserer renslighet med overflatebeskyttelse.

.

4.2 Ozonrensing

• Senker wafere i ozonmettet avionisert vann (O₃/H₂O).
• Oksiderer og fjerner effektivt organiske stoffer uten å skade waferen, og etterlater en kjemisk passivert overflate.

.

4.3 Megasonisk rengjøring.

• Bruker høyfrekvent ultralydenergi (vanligvis 750–900 kHz) kombinert med rengjøringsløsninger.
• Genererer kavitasjonsbobler som løsner forurensninger. Trenger inn i komplekse geometrier samtidig som skader på delikate strukturer minimeres.

4.4 Kryogen rengjøring

• Kjøler raskt ned wafere til kryogene temperaturer, noe som gjør forurensninger sprøe.
• Etterfølgende skylling eller forsiktig børsting fjerner løse partikler. Forhindrer rekontaminering og diffusjon i overflaten.
• Rask, tørr prosess med minimal kjemikaliebruk.

Konklusjon:
Som en ledende leverandør av fullkjedede halvlederløsninger er XKH drevet av teknologisk innovasjon og kundenes behov for å levere et komplett tjenesteøkosystem som omfatter levering av avansert utstyr, waferfabrikasjon og presisjonsrengjøring. Vi leverer ikke bare internasjonalt anerkjent halvlederutstyr (f.eks. litografimaskiner, etsesystemer) med skreddersydde løsninger, men er også pionerer innen proprietære teknologier – inkludert RCA-rengjøring, ozonrensing og megasonisk rengjøring – for å sikre renhet på atomnivå for waferproduksjon, noe som forbedrer kundenes utbytte og produksjonseffektivitet betydelig. Ved å utnytte lokale hurtigresponsteam og intelligente servicenettverk, tilbyr vi omfattende støtte som spenner fra utstyrsinstallasjon og prosessoptimalisering til prediktivt vedlikehold, og gir kundene mulighet til å overvinne tekniske utfordringer og gå videre mot høyere presisjon og bærekraftig halvlederutvikling. Velg oss for en synergi med to gevinster, teknisk ekspertise og kommersiell verdi.