Cialde di silicone vs. Cialde di vetru: Chì pulitemu veramente? Da l'essenza materiale à e soluzioni di pulizia basate nantu à i prucessi

Ancu s'è i wafer di silicone è di vetru spartenu l'ubbiettivu cumunu d'esse "puliti", i sfidi è i modi di fallimentu ch'elli affrontanu durante a pulizia sò assai diffirenti. Sta discrepanza nasce da e proprietà inerenti di i materiali è da i requisiti di specificazione di u silicone è di u vetru, è ancu da a distinta "filosofia" di pulizia guidata da e so applicazioni finali.

Prima, chiarimu: Chì pulizzemu esattamente? Chì contaminanti sò implicati?

I contaminanti ponu esse classificati in quattru categurie:

1. Contaminanti di particelle

   • Polvera, particelle metalliche, particelle organiche, particelle abrasive (da u prucessu CMP), ecc.

   • Questi contaminanti ponu causà difetti di mudellu, cum'è cortocircuiti o circuiti aperti.

2. Contaminanti Organichi

   • Include residui di fotoresist, additivi di resina, olii per a pelle umana, residui di solventi, ecc.

   • I contaminanti organici ponu furmà maschere chì impediscenu l'incisione o l'impiantu ionicu è riducenu l'adesione di altri filmi sottili.

3. Contaminanti di ioni metallichi

   • Ferru, rame, sodiu, potassiu, calciu, ecc., chì venenu principalmente da apparecchiature, prudutti chimichi è cuntattu umanu.

   • In i semiconduttori, l'ioni metallichi sò contaminanti "assassini", chì introducenu livelli d'energia in a banda pruibita, chì aumentanu a corrente di dispersione, accurtanu a durata di vita di u purtatore è danneghjanu gravemente e proprietà elettriche. In u vetru, ponu influenzà a qualità è l'adesione di i film sottili successivi.

4. Stratu d'ossidu nativu

   • Per i wafer di siliciu: Un stratu finu di diossidu di siliciu (ossidu nativu) si forma naturalmente nantu à a superficia in l'aria. U spessore è l'uniformità di stu stratu d'ossidu sò difficiuli da cuntrullà, è deve esse cumpletamente eliminatu durante a fabricazione di strutture chjave cum'è l'ossidi di porta.

   • Per e cialde di vetru: U vetru stessu hè una struttura di rete di silice, dunque ùn ci hè micun prublema di "rimuzione di un stratu d'ossidu nativu". Tuttavia, a superficia pò esse stata mudificata per via di a contaminazione, è questu stratu deve esse eliminatu.

I. Obiettivi principali: A divergenza trà e prestazioni elettriche è a perfezione fisica

• Cialde di silicone

  • L'obiettivu principale di a pulizia hè di assicurà e prestazioni elettriche. E specificazioni includenu tipicamente un numeru è una dimensione rigorosi di particelle (per esempiu, e particelle ≥0,1 μm devenu esse eliminate efficacemente), concentrazioni di ioni metallici (per esempiu, Fe, Cu devenu esse cuntrullati à ≤10¹⁰ atomi/cm² o menu) è livelli di residui organici. Ancu a contaminazione microscopica pò purtà à cortocircuiti, correnti di dispersione o fallimentu di l'integrità di l'ossidu di a porta.

• Cialde di vetru

  • Cum'è sustrati, i requisiti principali sò a perfezione fisica è a stabilità chimica. E specificazioni si focalizanu nantu à aspetti à livellu macro cum'è l'assenza di graffi, macchie micca rimuovebili è u mantenimentu di a rugosità è a geometria di a superficia originale. L'ubbiettivu di pulizia hè principalmente di assicurà a pulizia visuale è una bona adesione per i prucessi successivi cum'è u rivestimentu.

II. Natura Materiale: A Differenza Fundamentale trà Cristallina è Amorfa

• Siliciu

  • U siliciu hè un materiale cristallinu, è a so superficia sviluppa naturalmente un stratu d'ossidu di diossidu di siliciu (SiO₂) micca uniforme. Stu stratu d'ossidu pone un risicu per e prestazioni elettriche è deve esse eliminatu cumpletamente è uniformemente.

• Vetru

  • U vetru hè una reta di silice amorfa. U so materiale in massa hè simile in cumpusizione à u stratu d'ossidu di siliciu di u siliciu, ciò chì significa chì pò esse incisu rapidamente da l'acidu fluoridricu (HF) è hè ancu suscettibile à una forte erosione alcalina, chì porta à un aumentu di a rugosità o di a deformazione di a superficia. Sta differenza fundamentale impone chì a pulizia di e wafer di siliciu pò tollerà una incisione ligera è cuntrullata per rimuovere i contaminanti, mentre chì a pulizia di e wafer di vetru deve esse effettuata cù estrema cura per evità di dannà u materiale di basa.

III. Cunfrontu di e Soluzioni di Pulizia

Basatu annantu à l'ubbiettivi è e caratteristiche di i materiali sopra menzionati, e soluzioni di pulizia per i wafer di silicone è di vetru sò diverse:

• Prucessu di pulizia di e cialde di vetru

  • Attualmente, a maiò parte di l'impianti di trasfurmazione di u vetru utilizanu prucedure di pulizia basate nantu à e caratteristiche di u materiale di u vetru, basendu si principalmente nantu à agenti di pulizia alcalini debuli.

  • Caratteristiche di l'agente di pulizia:Quessi agenti di pulizia spezializati sò tipicamente debolmente alcalini, cù un pH intornu à 8-9. Di solitu cuntenenu tensioattivi (per esempiu, etere alchil poliossietilenicu), agenti chelanti di metalli (per esempiu, HEDP) è aiuti di pulizia organici, cuncepiti per emulsionà è decompone contaminanti organici cum'è olii è impronte digitali, pur essendu minimamente corrosivi per a matrice di vetru.

  • Flussu di u prucessu:U prucessu tipicu di pulizia implica l'usu di una cuncentrazione specifica di agenti di pulizia alcalini debuli à temperature chì varianu da a temperatura ambiente à 60 ° C, cumminata cù a pulizia à ultrasoni. Dopu a pulizia, i wafer sò sottumessi à parechje tappe di risciacquu cù acqua pura è asciugatura delicata (per esempiu, sollevamentu lentu o asciugatura à vapore IPA). Stu prucessu risponde efficacemente à i requisiti di i wafer di vetru per a pulizia visuale è a pulizia generale.

• Prucessu di pulizia di e cialde di silicone

  • Per a trasfurmazione di semiconduttori, i wafer di siliciu sò tipicamente sottumessi à una pulizia RCA standard, chì hè un metudu di pulizia assai efficace capace di trattà sistematicamente tutti i tipi di contaminanti, assicurendu chì i requisiti di prestazione elettrica per i dispositivi semiconduttori sianu soddisfatti.

IV. Quandu u vetru risponde à norme di "pulizia" più elevate

Quandu i wafer di vetru sò aduprati in applicazioni chì richiedenu un numeru strettu di particelle è livelli di ioni metallichi (per esempiu, cum'è substrati in prucessi di semiconduttori o per superfici eccellenti di deposizione di film sottili), u prucessu di pulizia intrinsecu pò ùn esse più sufficiente. In questu casu, i principii di pulizia di i semiconduttori ponu esse applicati, introducendu una strategia di pulizia RCA mudificata.

U core di sta strategia hè di diluisce è ottimizà i parametri standard di u prucessu RCA per adattassi à a natura sensibile di u vetru:

• Eliminazione di contaminanti organici:E soluzioni SPM o l'acqua à l'ozonu più dolce ponu esse aduprate per decompone i contaminanti organici per via di una forte ossidazione.

• Rimozione di particelle:A suluzione SC1 assai diluita hè aduprata à temperature più basse è tempi di trattamentu più brevi per utilizà i so effetti di repulsione elettrostatica è di microincisione per rimuovere e particelle, minimizendu a corrosione di u vetru.

• Rimozione di ioni metallichi:Una suluzione diluita di SC2 o suluzioni simplici di acidu cloridricu diluitu / acidu nitricu diluitu sò aduprate per eliminà i contaminanti metallichi via chelazione.

• Pruibizioni strette:U DHF (fluoruru di diammoniu) deve esse assolutamente evitatu per impedisce a corrosione di u sustratu di vetru.

In tuttu u prucessu mudificatu, a cumbinazione di a tecnulugia megasonica migliora significativamente l'efficienza di rimozione di particelle di dimensioni nanometriche è hè più dolce nantu à a superficia.

Cunclusione

I prucessi di pulizia per i wafer di silicone è di vetru sò u risultatu inevitabile di l'ingegneria inversa basata annantu à i so requisiti d'applicazione finale, e proprietà di i materiali è e caratteristiche fisiche è chimiche. A pulizia di i wafer di silicone cerca a "pulizia à livellu atomicu" per e prestazioni elettriche, mentre chì a pulizia di i wafer di vetru si concentra nantu à ottene superfici fisiche "perfette è senza danni". Cù l'usu crescente di i wafer di vetru in l'applicazioni di semiconduttori, i so prucessi di pulizia evolveranu inevitabilmente oltre a pulizia alcalina debule tradiziunale, sviluppendu suluzioni più raffinate è persunalizate cum'è u prucessu RCA mudificatu per risponde à standard di pulizia più elevati.