Въведение в процеса на почистване на RCA

RCA технологията за почистване е стандартен и критичен процес на мокро почистване в индустрията за производство на полупроводници, използван главно за отстраняване на замърсители като органични остатъци, метални йони и частици по повърхността на силициевите пластини, за да се осигури високо-качествен напредък на последващите процеси и надеждността на електронните компоненти. От 70-те години на 20-ти век тази технология е предложена от American Radio Company и все още е един от основните методи за почистване в индустрията поради нейния ефикасен почистващ ефект и относително меки условия на обработка.

RCA методът за почистване е разработен за първи път от Керн и Пуотинен през 1965 г., докато работят за American Radio Corporation и е кръстен на компанията. Този метод може ефективно да премахне различни замърсители чрез комбиниране на множество химически разтвори като почистващи разтвори и се е превърнал в основа за различни последващи процеси на предно и задно почистване. Процесът на почистване, използван от много производители на полупроводници днес, произтича от оригиналния RCA метод за почистване, демонстрирайки неговата важна позиция в тази област.

0020-27113 СТЯГАЩ ПРЪСТЕН 6 SMF TI

Процес на почистване и основни стъпки

Основният процес на RCA почистване се състои основно от два етапа, стандартно почистване 1 (SC-1) и стандартно почистване 2 (SC-2), понякога в комбинация с други почистващи решения като SPM и DHF. В етапа SC-1 обикновено се използва пропорционална смес от амоняк, водороден пероксид и дейонизирана вода с типично съотношение на NH₄OH:H₂O₂:H₂O=1:1:5, а температурата се контролира между 70 градуса и 80 градуса. Тази стъпка ефективно премахва органичните остатъци и примесите от частици, като същевременно създава тънък оксиден слой, който помага за отстраняването на частиците чрез лека корозия на повърхността. След това се изплаква с дейонизирана вода, за да се отстрани остатъчният разтвор на SC-1.

След това се провежда етапът SC-2, като се използва разтвор на солна киселина, водороден пероксид и дейонизирана вода, с типично съотношение на HCl:H₂O₂:H₂O=1:1:6, като температурата също се контролира от 70 градуса до 80 градуса. Основната функция на тази стъпка е да премахне замърсяването с метални йони и да накара металните йони лесно да се отнесат от разтвора чрез образуване на стабилен комплекс от метален хлорид. Процесът на почистване завършва с цялостно изплакване с дейонизирана вода и евентуално потапяне в загрята свръхчиста вода за пълно отстраняване на всички остатъчни химикали.

Често използвани почистващи течности и техните ефекти

В допълнение към SC-1 и SC-2, няколко други почистващи течности обикновено се използват при RCA почистване. APM (т.е. SC-1) отстранява повърхностните частици чрез окисляване и микроецване и може също така да отстранява леки органични замърсители и някои метални замърсители, но може да причини грапавост на повърхността. HPM (т.е. SC-2) може да разтваря йони на алкални метали и хидроксиди на алуминий, желязо и магнезий и да премахва замърсяването с метали чрез образуване на комплекси с остатъчни метални йони от хлоридни йони. SPM разтворът се състои от сярна киселина и водороден прекис, обикновено смесени в съотношение на смесване на H₂SO₄:H₂O₂=2:1 до 4:1, при температура от 100 градуса до 130 градуса, използвани главно за отстраняване на органични замърсители и почистване чрез реакции на дехидратация, карбонизация и окисление.

DHF е разредена флуороводородна киселина, смесена с HF:H₂O=1:10, използвана при стайна температура за отстраняване на първичния оксиден слой и химическия оксиден слой, образуван след почистване на SC-1 и SC-2, и в същото време образува силициево-водородни връзки на повърхността на силиция, показвайки хидрофобност. Свръхчистата вода се използва за цялостно изплакване след всяка химическа обработка, за да се отстранят химическите остатъци чрез разреждане и да се осигури чиста повърхност на вафлата.

0040-70319 ЛИЦОВА ПЛАЧА, ВОДНО ОХЛАЖДАНЕ, SACVD 200 mm ПРОИЗВОДИТЕЛ

Характеристики и значение на процеса

Дебелината на тънкия оксиден слой, произведен по време на RCA почистване, обикновено е в диапазона от няколко нанометра, което може ефективно да защити силиконовата повърхност от последващо замърсяване. Целият метод на почистване разчита на разтворители, киселини, повърхностноактивни вещества и вода за отстраняване на замърсителите чрез процеси като изплакване, пречистване, окисляване, ецване и разтваряне, без да се компрометират свойствата на повърхността на вафлата. Тази технология е от решаващо значение за постигане на чистота, последователност и контрол на процесите в производството на полупроводници и нейната ефективност е силно зависима от надеждността на оборудването, използвано за осигуряване на точни и повтарящи се резултати за инженерите по процеси.

В обобщение, RCA почистването гарантира висока чистота на повърхността на силициевите пластини чрез много-етапно селективно отстраняване на различни видове замърсители, което е незаменима ключова технологична връзка в производството на полупроводници. Въпреки че тази технология има някои недостатъци, като например възможността за разтваряне на метални кабели в задния -процес, тя все още се използва широко от повечето компании поради забележителния си почистващ ефект.