Úvod do procesu čistenia RCA

Technológia čistenia RCA je štandardný a kritický proces mokrého čistenia v priemysle výroby polovodičov, ktorý sa používa hlavne na odstraňovanie kontaminantov, ako sú organické zvyšky, kovové ióny a častice na povrchu kremíkových doštičiek, aby sa zabezpečil vysoko{0}}kvalitný postup následných procesov a spoľahlivosť elektronických komponentov. Od 70. rokov 20. storočia bola táto technológia navrhovaná spoločnosťou American Radio Company a stále je jednou z hlavných čistiacich metód v tomto odvetví vďaka svojmu účinnému čistiacemu účinku a relatívne miernym podmienkam ošetrenia.

Metódu čistenia RCA prvýkrát vyvinuli Kern a Puotinen v roku 1965 počas práce pre American Radio Corporation a bola pomenovaná po tejto spoločnosti. Táto metóda dokáže účinne odstrániť rôzne znečisťujúce látky kombináciou viacerých chemických roztokov ako čistiacich roztokov a stala sa základom pre rôzne následné procesy čistenia prednej a zadnej časti. Proces čistenia, ktorý dnes používajú mnohí výrobcovia polovodičov, vychádza z pôvodnej metódy čistenia RCA, čo dokazuje jej dôležité postavenie v tejto oblasti.

0020-27113 SVORNÝ KRUH 6 SMF TI

Proces čistenia a základné kroky

Hlavný proces čistenia RCA pozostáva hlavne z dvoch stupňov, štandardného čistenia 1 (SC-1) a štandardného čistenia 2 (SC-2), niekedy v kombinácii s inými čistiacimi roztokmi, ako sú SPM a DHF. V štádiu SC-1 sa zvyčajne používa proporcionálna zmes amoniaku, peroxidu vodíka a deionizovanej vody s typickým pomerom NH4OH:H202:H20=1:1:5 a teplota sa reguluje medzi 70 a 80 stupňami. Tento krok účinne odstraňuje organické zvyšky a časticové nečistoty a zároveň vytvára tenkú vrstvu oxidu, ktorá pomáha odstraňovať častice miernou koróziou povrchu. Potom sa premyje deionizovanou vodou, aby sa odstránil akýkoľvek zvyškový roztok SC-1.

Ďalej sa uskutoční stupeň SC-2 s použitím roztoku kyseliny chlorovodíkovej, peroxidu vodíka a deionizovanej vody s typickým pomerom HCl:H202:H20=1:1:6 a teplota sa tiež reguluje na 70 až 80 stupňov. Hlavnou funkciou tohto kroku je odstrániť kontamináciu kovovými iónmi a nechať kovové ióny ľahko unášať roztokom vytvorením stabilného komplexu chloridu kovu. Proces čistenia končí dôkladným opláchnutím deionizovanou vodou a prípadným ponorením do zohriatej ultračistej vody, aby sa úplne odstránili všetky zvyšky chemikálií.

Bežne používané čistiace kvapaliny a ich účinky

Okrem SC-1 a SC-2 sa pri čistení RCA bežne používa niekoľko ďalších čistiacich kvapalín. APM (tj SC-1) odstraňuje povrchové častice prostredníctvom oxidácie a mikroleptania a môže tiež odstraňovať ľahké organické znečisťujúce látky a niektoré kovové nečistoty, ale môže spôsobiť drsnosť povrchu. HPM (tj SC-2) môže rozpúšťať ióny alkalických kovov a hydroxidy hliníka, železa a horčíka a odstraňovať kovové znečistenie vytváraním komplexov so zvyškovými kovovými iónmi chloridovými iónmi. Roztok SPM sa skladá z kyseliny sírovej a peroxidu vodíka, zvyčajne zmiešaného so zmiešavacím pomerom H2SO4:H2O2=2:1 až 4:1, pri teplote 100 stupňov až 130 stupňov, používa sa hlavne na odstránenie organických znečisťujúcich látok a čistenie prostredníctvom dehydratácie, karbonizácie a oxidačných reakcií.

DHF je zriedená kyselina fluorovodíková zmiešaná s HF:H2O=1:10, ktorá sa používa pri izbovej teplote na odstránenie primárnej oxidovej vrstvy a chemickej oxidovej vrstvy vytvorenej po čistení SC-}1 a SC-2 a súčasne vytvára na povrchu kremíka väzby kremík-vodík, ktoré vykazujú hydrofóbnosť. Ultračistá voda sa používa na dôkladné opláchnutie po každom chemickom ošetrení, aby sa odstránili chemické zvyšky riedením a zabezpečil sa čistý povrch plátku.

0040-70319 ČELNÁ DOSKA, VODOU CHLADENÁ, VÝROBCA SACVD 200mm

Charakteristiky a význam procesu

Hrúbka tenkej oxidovej vrstvy vytvorenej počas čistenia RCA je vo všeobecnosti v rozmedzí niekoľkých nanometrov, čo môže účinne chrániť povrch kremíka pred následnou kontamináciou. Celá metóda čistenia sa spolieha na rozpúšťadlá, kyseliny, povrchovo aktívne látky a vodu na odstránenie kontaminantov prostredníctvom procesov, ako je oplachovanie, čistenie, oxidácia, leptanie a rozpúšťanie bez ohrozenia vlastností povrchu plátku. Táto technológia je rozhodujúca pre dosiahnutie čistoty, konzistencie a riadenia procesov pri výrobe polovodičov a jej účinnosť vo veľkej miere závisí od spoľahlivosti použitých zariadení na zabezpečenie presných a opakovateľných výsledkov pre procesných inžinierov.

Stručne povedané, čistenie RCA zaisťuje vysokú čistotu na povrchu kremíkových doštičiek prostredníctvom viac{0}}krokového selektívneho odstraňovania rôznych typov kontaminantov, čo je nepostrádateľný kľúčový procesný článok pri výrobe polovodičov. Hoci má táto technológia určité nevýhody, ako napríklad možnosť rozpúšťania kovových vodičov v zadnom-procese, väčšina spoločností ju stále vo veľkej miere používa vďaka jej pozoruhodnému čistiacemu účinku.