Naprzód

     Istnieje wiele podobieństw między technologią produkcji urządzeń z węglika krzemu (SiC) a technologią produkcji krzemu, ale dla tej rozwijającej się dziedziny istotne jest określenie, czy różnice materiałowe będą miały wpływ na zdolność czyszczenia. Różnice materiałowe obejmują współczynnik dyfuzji, energię powierzchniową i siłę wiązania chemicznego, a wszystko to może odgrywać rolę w czyszczeniu krytycznych powierzchni. W pracy tej porównano poziom zanieczyszczenia powierzchni śladowej płytki z węglika krzemu 100H o średnicy 150 mm lub 4 mm po mapowaniu napięcia pojemnościowego (MCV) sondą rtęciową z poziomem po późniejszym czyszczeniu. Podczas MCV w kontrolowany sposób dodano metale śladowe, takie jak rtęć, żelazo i nikiel, i wykazano, że różne metody czyszczenia mogą przywrócić powierzchni węglika krzemu poziom czystości niższy niż 5x1010 atomów/cm2. Omówiono miejsce i porównanie kosztów tych czyszczenia w przebiegu procesu zintegrowanych urządzeń.

Eksperyment i dyskusja

Sonda rtęciowa CV (MCV), TXRF i eksperyment czyszczenia

     W celu kontrolowanego wprowadzenia substancji zanieczyszczających do powierzchni węglika krzemu i sprawdzenia zdolności czyszczenia, detekcję rtęci przeprowadzono na epitaksjalnych płytkach węglika krzemu o średnicy 100 mm i 150 mm o ultraniskiej gęstości mikrotubul w testerze Semerab MCV-530, mierzono zawartość zanieczyszczeń metalami śladowymi za pomocą TXRF, wafle oczyszczono różnymi środkami chemicznymi czyszczącymi i ponownie przeanalizowano śladowe zanieczyszczenia w oczyszczonych waflach. Pomiar MCV przeprowadza się przy użyciu wielu trybów pomiaru, takich jak skanowanie promienia, mapowanie płytek i wielokrotne pomiary w tym samym miejscu, co umożliwia pierwszemu pomiarowi TXRF porównanie obszaru niezanieczyszczonego z obszarem zanieczyszczonym, a TXRF po czyszczeniu pozwala porównać stan przed czyszczeniem.

Rysunek 1. Układ niektórych modeli wykorzystanych w tym badaniu; W obu przypadkach wyświetlana jest pozycja TXRF płytki z węglika krzemu o średnicy 50 mm i średnicy około 10 mm (nie pokazano trybu eksperymentalnego płytki z węglika krzemu o średnicy 100 mm). Po lewej: 10-punktowe skanowanie promienia MCV (punkt pomiarowy o średnicy ~ 1.7 mm) umożliwia 5-punktowy pomiar TXRF w celu analizy obszarów skażonych rtęcią i obszarów wolnych od rtęci. Po prawej: 165-punktowy pomiar TXRF na płytce z węglika krzemu 150H o średnicy 4 mm, umieszczonej na podstawie TXRF o średnicy 200 mm.Wyniki MCV, wstępnego czyszczenia TXRF i po czyszczeniu TXRFUdowodniono, że każde czyszczenie jest skuteczne w usuwaniu pewnego stopnia zanieczyszczeń metalicznych. Zmapowany poziom rtęci zmierzony na płytce z węglika krzemu o średnicy 100 mm z anodą molibdenową TXRF wykazał, że spadł on od typowej wartości średniej 2.5x1013 atomów/cm2 i typowej wartości maksymalnej 2.4x1014 atomów/cm2 do poziomu poniżej granicy wykrywalności wynoszącej 300 sekundy ~7x1010 atomów/cm2 bezpośrednio po teście epitaksjalnym. Udowodniono, że czyszczenie RCA 50 mm płytki z węglika krzemu jest skuteczne w usuwaniu rtęci, niklu, żelaza i innych metali. Wyniki pomiarów po czyszczeniu są niższe niż granica wykrywalności stężonej sekwencji RCA, niższe niż rozcieńczonej sekwencji RCA, ale nadal mierzalne.Ryc. 2 ilustruje porównanie zmapowanych wartości zmierzonych TXRF przed i po czyszczeniu rozcieńczonym RCA. Przed czyszczeniem zanieczyszczenia żelazem na powierzchni ograniczały się w pobliżu krawędzi płytki, a po czyszczeniu rozcieńczonym RCA nadal można było zmierzyć te miejsca, chociaż były one zmniejszone. Ze względu na wydajność i niezawodność tendencję czyszczenia można zaobserwować w przypadku różnych metali (w tym rtęci, żelaza i niklu), a tendencję czyszczenia można wielokrotnie obserwować na wielu płytkach.

Rysunek 2. Zanieczyszczenia żelazem zmierzone na powierzchni płytki z węglika krzemu 150H o średnicy 4 mm oczyszczono w temperaturze 50°C zgodnie z sekwencją RCA 1:2:50, każdorazowo przez 5 minut, w zbiorniku SC1 i SC2 DHF, a czas czyszczenia wynosił 30 sekund. Na etapie wstępnego czyszczenia stężenie żelaza na krawędzi jest wysokie. Chociaż po oczyszczeniu stężenie żelaza we wszystkich obszarach spada, jest ono nadal wyższe niż granica wykrywalności tego procesu.Ze względu na wydajność i niezawodność tendencję do czyszczenia można zaobserwować w przypadku różnych powiązanych metali (w tym wapnia, rtęci, żelaza i niklu), a tendencję do czyszczenia można wielokrotnie obserwować w przypadku wielu płytek, chociaż niektóre elementy są całkowicie czyszczone poniżej granica wykrywalności TXRF przy użyciu rozcieńczonego kwasu dichlorooctowego (tytan, chrom, miedź i cynk). Rys. 3 ilustruje zastosowanie procesu rozcieńczonego RCA w celu zmniejszenia zanieczyszczenia powierzchni niklem. Ponownie zauważono, że stężenie niklu jest wyższe na krawędzi płytki, a czyszczenie spowodowało, że większość obszarów znajdowała się poniżej granicy wykrywalności pomiaru.

Rysunek 3. Zanieczyszczenie niklem odwzorowane na powierzchni zmierzono przed i po czyszczeniu w temperaturze 50°C przez 5 minut (każdy zbiornik SC1 i 2, stopień DHF) na płytce z węglika krzemu 150H o średnicy 4 mm w sekwencji RCA 1:2:50 przez 30 sekund. Na etapie wstępnego czyszczenia stężenie niklu na krawędzi jest wysokie. Chociaż po czyszczeniu zawartość niklu we wszystkich obszarach zmniejsza się, w niektórych miejscach jego stężenie jest nadal wyższe niż granica wykrywalności.

streszczenie
     Ponieważ wiadomo, że chemia RCA może usuwać zanieczyszczenia poprzez utlenianie powierzchni krzemu i usuwanie tlenków we fluorowodorze, mechanizm ten może nie zostać zrealizowany w przypadku węglika krzemu, ponieważ nie oczekuje się, że te chemikalia będą trawić lub utleniać węglik krzemu w temperaturze stosowanej w tej pracy . W poprzedniej pracy zaproponowano, że chropowatość odgrywa rolę w wychwytywaniu zanieczyszczeń metalicznych, a obróbka fluorowodorem powoduje, że powierzchnia hydrofilowa jest w większości zakończona grupami wodorotlenku krzemu i węgla i tlenu. Wyniki pokazują, że rozcieńczony RCA w krótszym czasie i niższej temperaturze nie jest skuteczny w usuwaniu żelaza, niklu i ewentualnej rtęci. Chociaż szorstkość może mieć znaczenie, wpływ temperatury i czasu może wskazywać, że głównym mechanizmem jest rozpuszczanie metali (kwasu solnego i NH4OH) w chemii SC1 i SC2, ale sugerujemy tutaj, że może ono odgrywać rolę poprzez dyfuzję warstwa powierzchniowa krzemowo-hydroksylowa i węglowo-tlenowa. Należy również zauważyć, że dokładny mechanizm dodawania żelaza i niklu jest nadal niejasny, a możliwymi przyczynami są obróbka krawędzi skrzynki zanurzeniowej i/lub zanieczyszczenie podczas produkcji płytek. Ponieważ na koszt duży wpływ ma czas (wpływający na wydajność) i stężenie (wpływający na koszt materiału i koszt obróbki), ale w mniejszym stopniu wpływ temperatury (wpływający tylko na początkowy koszt sprzętu), istotne jest zbadanie parametrów kontrolowania usuwania zanieczyszczeń metalami w przyszłości. Pożądane jest również wykonywanie tej pracy w sprzęcie umożliwiającym obróbkę natryskową, ponieważ większe natężenie przepływu w pobliżu płytki może osiągnąć dużą szybkość rozpuszczania, co pozwala na szybszą dyfuzję zanieczyszczeń z powierzchni (15). Efekt ten został dobrze oceniony przy usuwaniu polimeru (16), a ocena węglika krzemu może również wykazać jego związek z zanieczyszczeniami metalowymi, chociaż obróbka w tym sprzęcie może spowodować, że wartość zanieczyszczenia powierzchniowego będzie jeszcze niższa niż granica wykrywalności TXRF.

Zastrzeżenie: Ten artykuł jest reprodukcją z „Waring Kona”. Ten artykuł przedstawia wyłącznie osobiste poglądy autora i nie reprezentuje poglądów Sacco Micro ani branży. Służy wyłącznie do ponownego drukowania i udostępniania w celu wspierania ochrony praw własności intelektualnej. Przy przedruku proszę podać oryginalne źródło i autora. Jeśli doszło do naruszenia, skontaktuj się z nami, aby je usunąć.

Tel firmy: +86-0755-83044319
Faks/faks:+86-0755-83975897
E-mail: 1615456225@qq.com
QQ: 332496225 Menedżer Qiu
Adres: pokój 809, blok C, budynek Zhantao Technology, nr 1079 Minzhi Avenue, Longhua New District, Shenzhen