קָדִימָה

     ישנם קווי דמיון רבים בין טכנולוגיית ייצור מכשירי סיליקון קרביד (SiC) לטכנולוגיית ייצור סיליקון, אך חשוב לתחום מתפתח זה לזהות האם הבדלי חומרים ישפיעו על יכולת הניקוי. הבדלי החומרים כוללים מקדם דיפוזיה, אנרגיית פני השטח וחוזק הקשר הכימי, כל אלה יכולים למלא תפקיד בניקוי משטחים קריטיים. בעבודה זו, רמת זיהום משטח עקבות של פרוסות סיליקון קרביד בגודל 100 מ"מ או 150 מ"מ 4H לאחר מיפוי מתח קיבול בדיקה כספית (MCV) הושוותה לזו לאחר הניקוי שלאחר מכן. במהלך MCV, מתכות קורט כגון כספית, ברזל וניקל נוספו באופן מבוקר, והוכח כי שיטות ניקוי שונות יכולות להחזיר את פני השטח של סיליקון קרביד לרמת ניקיון נמוכה מ-5x1010 אטומים /cm2. נדונה המיקום והעלויות של ניקויים אלה בזרימת התהליך של מכשירים משולבים.

ניסוי ודיון

Mercury probe CV (MCV), TXRF וניסוי ניקוי

     על מנת להחדיר מזהמים באופן מבוקר אל פני השטח של סיליקון קרביד ולבדוק את יכולת הניקוי, בוצע זיהוי כספית על פרוסות סיליקון קרביד אפיטקסיאליות בגודל 100 מ"מ ו-150 מ"מ עם צפיפות מיקרו-צינוריות נמוכה במיוחד בבודק Semerab MCV-530, מזהמי קורט מתכת נמדדו על ידי TXRF, הפרוסים נוקו עם כימיקלים שונים לניקוי, ושאר הזיהומים בפרוסים המנוקים נותחו שוב. מדידת MCV מתבצעת באמצעות מצבי מדידה מרובים, כגון סריקת רדיוס, מיפוי פרוסות ומדידות מרובות באותו מקום, מה שמאפשר למדידת ה-TXRF הראשונה להשוות את האזור הלא מזוהם עם האזור המזוהם, ואת ה-TXRF לאחר הניקוי כדי להשוות בין מצב טרום ניקוי.

האיור 1. פריסה של כמה מודלים ששימשו במחקר זה; בשני המקרים, המיקום של TXRF של פרוסות סיליקון קרביד 50 מ"מ וקוטר של כ-10 מ"מ מוצג (מצב הניסוי של פרוסות סיליקון קרביד 100 מ"מ אינו מוצג). משמאל: סריקת MCV רדיוס 10 נקודות (נקודת מדידה בקוטר של ~ 1.7 מ"מ) מאפשרת מדידת TXRF של 5 נקודות לניתוח אזורים מזוהמים בכספית ואזורים נטולי כספית. מימין: מדידת TXRF של 165 נקודות על פרוסת סיליקון קרביד בגודל 150 מ"מ 4H המוצגת על בסיס TXRF בגודל 200 מ"מ.MCV, תוצאות TXRF לפני ניקוי ואחרי ניקוי TXRFכל ניקוי הוכח כיעיל בהסרת מידה מסוימת של זיהומי מתכת. רמת הכספית הממופת שנמדדה על פרוסת סיליקון קרביד 100 מ"מ עם אנודת מוליבדן TXRF הראתה שהיא ירדה מהערך הממוצע הטיפוסי של 2.5x1013 אטומים/סמ"ר והערך המקסימלי הטיפוסי של 2x2.4 אטומים/סמ"ר לרמה מתחת לגבול הגילוי של 1014 שניות ~2x300 אטומים/סמ"ר מיד לאחר הבדיקה האפיטקסיאלית. ניקוי RCA על פרוסות סיליקון קרביד 50 מ"מ הוכח כיעיל בהסרת כספית, ניקל, ברזל ומתכות אחרות. תוצאות המדידה לאחר הניקוי נמוכות מגבול הזיהוי של רצף RCA מרוכז, נמוכות מזו של רצף RCA מדולל, אך עדיין ניתנות למדידה.איור 2 ממחיש את ההשוואה של ערכי TXRF ממופים לפני ואחרי ניקוי RCA מדולל. זיהום ברזל על פני השטח היה מוגבל סמוך לקצה הפרוסה לפני הניקוי, ועדיין ניתן היה למדוד את המיקומים הללו לאחר ניקוי עם RCA מדולל, למרות שהם הצטמצמו. למען התפוקה והאמינות, ניתן לראות את מגמת הניקוי על מתכות שונות המתעניינים (כולל כספית, ברזל וניקל), ולצפות שוב ושוב במגמת הניקוי על מספר פרוסות.

האיור 2. זיהום הברזל שנמדד על פני השטח של פרוסות סיליקון קרביד 150 מ"מ 4H נוקה ב-50℃ לפי רצף RCA של 1:2:50, כל פעם במשך 5 דקות, במיכל SC1&SC2 של DHF, וזמן הניקוי היה 30 שניות. בשלב הטרום ניקוי ריכוז הברזל בקצה גבוה. למרות שריכוז הברזל בכל האזורים יורד לאחר הניקוי, הריכוז עדיין גבוה מגבול הגילוי של תהליך זה.למען התפוקה והאמינות, ניתן לראות את מגמת הניקוי על מתכות קשורות שונות (כולל סידן, כספית, ברזל וניקל), וניתן לראות את מגמת הניקוי שוב ושוב על מספר פרוסות, אם כי חלק מהאלמנטים מנוקים לחלוטין עד מתחת ל- מגבלת זיהוי של TXRF באמצעות חומצה דיכלורואצטית מדוללת (טיטניום, כרום, נחושת ואבץ). איור 3 ממחיש את השימוש בתהליך RCA מדולל כדי להפחית את זיהום פני השטח של ניקל. שוב, יש לציין כי ריכוז הניקל גבוה יותר בשולי הפרוסה, והניקוי הפך את רוב האזורים לנמוכים מגבול הזיהוי של המדידה.

האיור 3. זיהום הניקל ממופה פני השטח שנמדד לפני ואחרי ניקוי ב-50℃ למשך 5 דקות (כל מיכל SC1&2, שלב DHF) על פרוסת סיליקון קרביד 150 מ"מ 4H ברצף RCA של 1:2:50 בוצע למשך 30 שניות. בשלב הטרום ניקוי, ריכוז הניקל בקצה גבוה. למרות שהניקל בכל האזורים יורד לאחר הניקוי, ריכוז הניקל עדיין גבוה ממגבלת הגילוי בחלק מהמקומות.

תקציר
     מכיוון שידוע כי כימיה של RCA יכולה להסיר מזהמים על ידי חמצון משטח הסיליקון והסרת תחמוצות במימן פלואוריד, ייתכן שמנגנון זה לא יתממש על סיליקון קרביד, מכיוון שכימיקלים אלו אינם צפויים לחרוט או לחמצן סיליקון קרביד בטמפרטורה המשמשת בעבודה זו. . בעבודה הקודמת, הוצע שחספוס משחק תפקיד בלכידת מזהמי מתכות, וטיפול במימן פלואוריד גורם לכך שהמשטח ההידרופילי מסתיים בעיקר על ידי סיליקון הידרוקסיד וקבוצות פחמן-חמצן. התוצאות מראות שה-RCA המדולל עם זמן קצר יותר וטמפרטורה נמוכה יותר אינו יעיל בהסרת ברזל, ניקל וכספית אפשרית. למרות שחספוס עשוי להיות גורם, השפעת הטמפרטורה והזמן עשויה להצביע על כך שהתמוססות של מתכות (חומצה הידרוכלורית ו-NH4OH) בכימיה של SC1 ו-SC2 היא המנגנון העיקרי, אך אנו מציעים כאן שהוא יכול לשחק תפקיד באמצעות דיפוזיה של שכבת פני השטח של סיליקון הידרוקסיל ופחמן-חמצן. כמו כן, יש לציין כי המנגנון המדויק של הוספת ברזל וניקל עדיין לא ברור, וטיפול הקצה של קופסת הטבילה ו/או הזיהום של ייצור פרוסות הם גורמי השורש האפשריים. מכיוון שהעלות מושפעת מאוד מזמן (משפיעה על התפוקה) ומהריכוז (משפיעה על עלות החומר ועלות הטיפול), אך פחות מושפעת מהטמפרטורה (משפיעה רק על עלות הציוד הראשונית), חשוב לחקור את הפרמטרים לבקרת ההסרה של מזהמי מתכות בעתיד. רצוי לבצע עבודה זו גם בציוד המסוגל לטיפול בהתזה, מכיוון שקצב זרימה גבוה יותר קרוב לפרוסה יכול להשיג קצב פירוק גבוה, המאפשר לזיהומים להתפזר מהר יותר מהמשטח (15). השפעה זו הוערכה היטב בהסרת פולימרים (16), והערכת סיליקון קרביד יכולה גם להראות את הקשר שלו עם מזהמי מתכת, אם כי עיבוד בציוד זה עלול לגרום לערך המזהם פני השטח להיות נמוך יותר מגבול הזיהוי של TXRF.

כתב ויתור: מאמר זה משוחזר מתוך "Waring Kona". מאמר זה מייצג רק את דעותיו האישיות של המחבר, ואינו מייצג את דעותיהם של Sacco Micro והתעשייה. זה מיועד רק להדפסה מחדש ולשיתוף כדי לתמוך בהגנה על זכויות קניין רוחני. אנא ציינו את המקור והמחבר המקורי בעת ההדפסה מחדש. אם יש הפרה כלשהי, אנא צור איתנו קשר כדי למחוק אותה.

טל' חברה: +86-0755-83044319
פקס/פקס:+86-0755-83975897
דוא"ל: 1615456225@qq.com
QQ: 332496225 מנהל Qiu
כתובת: חדר 809, בלוק C, בניין Zhantao Technology, מס' 1079 Minzhi Avenue, Longhua New District, שנזן