Kiekkojen puhdistustekniikat ja tekninen dokumentaatio

Sisällysluettelo

1. Kiekkojen puhdistuksen keskeiset tavoitteet ja merkitys

2. Kontaminaatioarviointi ja edistyneet analyyttiset tekniikat

3. Edistyneet puhdistusmenetelmät ja tekniset periaatteet

4. Tekninen toteutus ja prosessinohjauksen perusteet

5. Tulevaisuuden trendit ja innovatiiviset suunnat

6.​​XKH Kokonaisvaltaiset ratkaisut ja palveluekosysteemi​

Kiekkojen puhdistus on kriittinen prosessi puolijohdevalmistuksessa, sillä jopa atomitason epäpuhtaudet voivat heikentää laitteen suorituskykyä tai saantoa. Puhdistusprosessi sisältää tyypillisesti useita vaiheita erilaisten epäpuhtauksien, kuten orgaanisten jäämien, metallisten epäpuhtauksien, hiukkasten ja natiivien oksidien, poistamiseksi.

1. Kiekkojen puhdistuksen tavoitteet

• Poista orgaaniset epäpuhtaudet (esim. fotoresistijäämät, sormenjäljet).
• Poistaa metalliset epäpuhtaudet (esim. Fe, Cu, Ni).
• Poista hiukkasmaiset saasteet (esim. pöly, piisirut).
• Poista natiivit oksidit (esim. ilmassa tapahtuvan altistuksen aikana muodostuneet SiO₂-kerrokset).

​​2. Kiekkojen perusteellisen puhdistuksen tärkeys

• Varmistaa korkean prosessisaannon ja laitteen suorituskyvyn.
• Vähentää vikojen ja kiekkojen romutusta.
• Parantaa pinnan laatua ja tasaisuutta.

Ennen intensiivistä puhdistusta on tärkeää arvioida olemassa oleva pintakontaminaatio. Epäpuhtauksien tyypin, kokojakauman ja spatiaalisen järjestyksen ymmärtäminen kiekon pinnalla optimoi puhdistuskemian ja mekaanisen energian panoksen.

3. Edistyneet analyyttiset tekniikat kontaminaation arviointiin

3.1 ​​Pintahiukkasten analyysi

• Erikoistuneet hiukkaslaskurit hyödyntävät lasersirontaa tai konenäköä pintajätteen laskemiseen, koon määrittämiseen ja kartoittamiseen.
• Valonsironnan intensiteetti korreloi niinkin pienten hiukkaskokojen kuin kymmenien nanometrien ja niinkin pienten tiheyksien kuin 0,1 hiukkasta/cm² kanssa.
• Standardien mukainen kalibrointi varmistaa laitteiston luotettavuuden. Puhdistusta edeltävät ja sen jälkeiset skannaukset vahvistavat poistotehokkuuden ja edistävät prosessin parannuksia.

3.2 ​​Alkuainepinnan analyysi

• Pintaherkät tekniikat tunnistavat alkuaineiden koostumuksen.
• Röntgenfotoelektronispektroskopia (XPS/ESCA): Analysoi pinnan kemiallisia tiloja säteilyttämällä kiekkoa röntgensäteillä ja mittaamalla emittoituneita elektroneja.
• Hohtopurkausoptinen emissiospektroskopia (GD-OES): Sputteroi erittäin ohuita pintakerroksia peräkkäin analysoiden samalla emittoituneita spektrejä syvyysriippuvaisen alkuainekoostumuksen määrittämiseksi.
• Havaitsemisrajat ovat miljoonasosia (ppm), mikä ohjaa optimaalisen puhdistuskemikaalien valintaa.

3.3 Morfologisen kontaminaation analyysi

• Pyyhkäisyelektronimikroskopia (SEM): Taltioi tarkkoja kuvia epäpuhtauksien muodoista ja kuvasuhteista, mikä osoittaa niiden tarttumismekanismit (kemiallinen vs. mekaaninen).
• Atomivoimamikroskopia (AFM): Kartoittaa nanomittakaavan topografian hiukkasten korkeuden ja mekaanisten ominaisuuksien kvantifioimiseksi.
• Fokusoidun ionisuihkun (FIB) jyrsintä + läpäisyelektronimikroskopia (TEM): Tarjoaa sisäisiä kuvia haudatuista epäpuhtauksista.

​​4. Edistyneet puhdistusmenetelmät​​

Vaikka liuotinpuhdistus poistaa tehokkaasti orgaaniset epäpuhtaudet, epäorgaanisten hiukkasten, metallijäämien ja ionisten epäpuhtauksien poistamiseen tarvitaan kehittyneempiä tekniikoita:

​​

4.1 RCA-puhdistus

• RCA Laboratoriesin kehittämässä menetelmässä käytetään kaksoiskylpyprosessia polaaristen epäpuhtauksien poistamiseen.
• SC-1 (Standard Clean-1): Poistaa orgaanisia epäpuhtauksia ja hiukkasia käyttämällä NH₄OH:n, H₂O₂:n ja H₂O:n seosta (esim. suhde 1:1:5 noin 20 °C:ssa). Muodostaa ohuen piidioksidikerroksen.
• SC-2 (Standard Clean-2): Poistaa metallisia epäpuhtauksia käyttämällä HCl:a, H₂O₂:ta ja H₂O:ta (esim. suhteessa 1:1:6 ~80 °C:ssa). Jättää passivoituneen pinnan.
• Tasapainottaa puhtauden ja pinnan suojauksen.

​​

4.2 Otsonin puhdistus

• Upottaa kiekot otsonilla kyllästettyyn deionisoituun veteen (O₃/H₂O).
• Hapettaa ja poistaa orgaanisia aineita tehokkaasti vahingoittamatta kiekkoa, jättäen kemiallisesti passivoituneen pinnan.

​​

4.3 Megasonic-puhdistus​​

• Käyttää korkeataajuista ultraäänienergiaa (tyypillisesti 750–900 kHz) yhdessä puhdistusliuosten kanssa.
• Muodostaa kavitaatiokuplia, jotka irrottavat epäpuhtauksia. Tunkeutuu monimutkaisiin geometrioihin ja minimoi herkkien rakenteiden vaurioita.

4.4 ​​Kryogeeninen puhdistus

• Jäähdyttää kiekot nopeasti kryogeenisiin lämpötiloihin ja haurastaa epäpuhtaudet.
• Seuraava huuhtelu tai varovainen harjaus poistaa irronneet hiukkaset. Estää uudelleenkontaminaation ja leviämisen pintaan.
• Nopea, kuiva prosessi, jossa käytetään vain vähän kemikaaleja.

Johtopäätös:
Johtavana täyden ketjun puolijohderatkaisujen toimittajana XKH:ta ohjaavat teknologinen innovaatio ja asiakkaiden tarpeet tarjota kokonaisvaltainen palveluekosysteemi, joka kattaa huippuluokan laitteiden toimitukset, kiekkojen valmistuksen ja tarkkuuspuhdistuksen. Emme ainoastaan ​​toimita kansainvälisesti tunnustettuja puolijohdelaitteita (esim. litografiakoneita, etsausjärjestelmiä) räätälöidyillä ratkaisuilla, vaan myös uraauurtavia patentoituja teknologioita – mukaan lukien RCA-puhdistus, otsonin puhdistus ja megaääninen puhdistus – varmistaaksemme atomitason puhtauden kiekkojen valmistuksessa, mikä parantaa merkittävästi asiakkaiden saantoa ja tuotantotehokkuutta. Hyödyntämällä paikallisia nopean toiminnan tiimejä ja älykkäitä palveluverkostoja tarjoamme kattavaa tukea laitteiden asennuksesta ja prosessien optimoinnista ennakoivaan huoltoon, auttaen asiakkaita voittamaan tekniset haasteet ja etenemään kohti suurempaa tarkkuutta ja kestävää puolijohdekehitystä. Valitse meidät, jos haluat sekä teknisen asiantuntemuksen että kaupallisen arvon synergiaa, joka hyödyttää molempia.