3. Классы чистоты веществ

Химические реактивы

• Классификация реактивов:

  • Аналитической чистоты (А.Ч.): Содержание примесей ≤0,01%.

  • Особо чистые (О.Ч.): Содержание примесей ≤0,001%.

  • Сверхчистые (Ultra Pure): Используются в микроэлектронике, содержание примесей ≤0,0001%.

Примеры:

• HF (плавиковая кислота): Очищает оксидные слои в кремнии.

• H₂O сверхчистая: Используется для промывки подложек.

Примеры материалов по классу чистоты

1. Кремний: Для микроэлектроники и МЭМС (чистота FZ, примеси < 101210^{12}1012 атомов/см³).

2. Золото: Для контактов и проводников (чистота >99,999%).

3. Сверхчистая вода: Промывка подложек, содержание ионов <0,1 ppm.

4. Кислород (5N): Для окисления кремния.

4. Способы очистки поверхности пластин в микроэлектронном производстве.

Способы очистки поверхности пластин в микроэлектронном производстве

Очистка пластин в микроэлектронном производстве — важный этап, необходимый для удаления органических, металлических и частичных загрязнений. Эти процессы обеспечивают высокое качество тонких пленок и предотвращают дефекты в микроэлектронных устройствах.

1. Мокрая химическая очистка

Очистка с использованием жидких химических растворов.

• Метод RCA (Radio Corporation of America):

  • RCA-1 (SC-1): Раствор аммиака, перекиси водорода и воды (NH4OH:H2O2:H2ONH_4OH:H_2O_2:H_2ONH4​OH:H2​O2​:H2​O) для удаления органических загрязнений и частиц.

  • RCA-2 (SC-2): Раствор соляной кислоты, перекиси водорода и воды (HCl:H2O2:H2OHCl:H_2O_2:H_2OHCl:H2​O2​:H2​O) для удаления металлических загрязнений.

  • Травление в плавиковой кислоте (HF): Для удаления оксидных слоев и подготовки поверхности.

• Кислотные и щелочные ванны:

  • Используются для удаления стойких загрязнений.

  • Например, H2SO4:H2O2H_2SO_4:H_2O_2H2​SO4​:H2​O2​ (пирогенный раствор) для сильных органических загрязнений.

2. Сухая очистка

Удаление загрязнений без использования жидкостей.

• Плазменная очистка:

  • Применение плазмы (на основе O2O_2O2​, CF4CF_4CF4​ или Ar) для удаления органических загрязнений, оксидов или частиц.

  • Эффективна для подготовки поверхности перед осаждением пленок.

• Термическая очистка:

  • Нагревание в вакууме или газовой среде для удаления адсорбированных молекул воды и органических веществ.

3. Ультразвуковая очистка

Очистка с использованием ультразвуковых волн.

• Ванны с растворителями (например, изопропанол, ацетон) и ультразвуком помогают удалять частицы и загрязнения с поверхности пластин.

4. Очистка растворителями

Использование органических растворителей для растворения загрязнений.

• Ацетон, изопропанол (IPA): Удаляют жиры, масла и органические вещества.

• Этанол: Дополнительная промывка для устранения следов растворителей.

5. Механическая очистка

Механическое удаление загрязнений.

• Щеточная очистка: Используются мягкие щетки и струи воды для удаления частиц.

• Сушка потоком азота: Удаление оставшейся воды и частиц после очистки.

6. Комбинированные методы

Сочетание мокрой и сухой очистки для достижения максимального результата.

• Например, использование плазменной обработки после RCA-очистки для окончательной подготовки поверхности.

Промывочные жидкости и сушка

После очистки пластины промываются сверхчистой водой (DI water) и сушатся:

• Сушка азотом (N₂): Минимизирует риск повторного загрязнения.

• Сушка в IPA-парах: Уменьшает водные пятна.

Ключевые факторы для выбора метода

• Тип загрязнений (органические, металлические, частицы).

• Материал подложки (например, кремний, стекло, карбид кремния).

• Стадия производственного процесса.

Эти методы обеспечивают чистоту поверхности, необходимую для надежной работы микроэлектронных устройств.

5. Базовые операции планарной технологии.

Базовые операции планарной технологии

Планарная технология лежит в основе производства полупроводниковых устройств и микроэлектромеханических систем (МЭМС). Она включает последовательность базовых операций, которые обеспечивают формирование сложных структур на поверхности полупроводниковых пластин.