Obsah
1. Hlavné ciele a dôležitosť čistenia doštičiek
2. Posúdenie kontaminácie a pokročilé analytické techniky
3. Pokročilé metódy čistenia a technické princípy
4. Základy technickej implementácie a riadenia procesov
5. Budúce trendy a inovatívne smery
6. Komplexné riešenia a ekosystém služieb XKH
Čistenie doštičiek je kritický proces pri výrobe polovodičov, pretože aj kontaminanty na úrovni atómov môžu znížiť výkon alebo výťažnosť zariadenia. Proces čistenia zvyčajne zahŕňa viacero krokov na odstránenie rôznych kontaminantov, ako sú organické zvyšky, kovové nečistoty, častice a prírodné oxidy.
1. Ciele čistenia doštičiek
- Odstráňte organické kontaminanty (napr. zvyšky fotorezistu, odtlačky prstov).
- Odstráňte kovové nečistoty (napr. Fe, Cu, Ni).
- Eliminujte kontamináciu časticami (napr. prach, úlomky kremíka).
- Odstráňte prírodné oxidy (napr. vrstvy SiO₂ vytvorené počas vystavenia vzduchu).
2. Dôležitosť dôkladného čistenia doštičiek
- Zaisťuje vysoký výťažok procesu a výkon zariadenia.
- Znižuje mieru chybovosti a odpadu z doštičiek.
- Zlepšuje kvalitu a konzistenciu povrchu.
Pred intenzívnym čistením je nevyhnutné posúdiť existujúcu kontamináciu povrchu. Pochopenie typu, rozloženia veľkosti a priestorového usporiadania kontaminantov na povrchu doštičky optimalizuje chemické zloženie čistenia a vstup mechanickej energie.
3. Pokročilé analytické techniky na hodnotenie kontaminácie
3.1 Analýza povrchových častíc
- Špecializované počítadlá častíc využívajú laserový rozptyl alebo počítačové videnie na počítanie, určovanie veľkosti a mapovanie povrchových nečistôt.
- Intenzita rozptylu svetla koreluje s veľkosťami častíc už od desiatok nanometrov a hustotami až do 0,1 častice/cm².
- Kalibrácia so štandardmi zaisťuje spoľahlivosť hardvéru. Skenovanie pred a po čistení overuje účinnosť odstraňovania a vedie k zlepšeniu procesu.
3.2 Elementárna povrchová analýza
- Povrchovo citlivé techniky identifikujú elementárne zloženie.
- Röntgenová fotoelektrónová spektroskopia (XPS/ESCA): Analyzuje chemické stavy povrchu ožiarením doštičky röntgenovým žiarením a meraním emitovaných elektrónov.
- Optická emisná spektroskopia s tlejúcim výbojom (GD-OES): Postupne naprašuje ultratenké povrchové vrstvy a zároveň analyzuje emitované spektrá na určenie hĺbkovo závislého elementárneho zloženia.
- Detekčné limity dosahujú počet častíc na milión (ppm), čo je základom pre optimálny výber čistiacej chémie.
3.3 Analýza morfologickej kontaminácie
- Skenovacia elektrónová mikroskopia (SEM): Zachytáva snímky s vysokým rozlíšením, ktoré odhaľujú tvary a pomery strán kontaminantov, čo naznačuje mechanizmy adhézie (chemické vs. mechanické).
- Mikroskopia atómových síl (AFM): Mapuje topografiu v nanoškále na kvantifikáciu výšky častíc a mechanických vlastností.
- Frézovanie zaostreným iónovým lúčom (FIB) + transmisná elektrónová mikroskopia (TEM): Poskytuje pohľad na vnútorné usadené kontaminanty.
4. Pokročilé metódy čistenia
Zatiaľ čo čistenie rozpúšťadlami účinne odstraňuje organické kontaminanty, pre anorganické častice, kovové zvyšky a iónové kontaminanty sú potrebné ďalšie pokročilé techniky:
4.1 Čistenie RCA
- Táto metóda, vyvinutá spoločnosťou RCA Laboratories, využíva proces s dvoma kúpeľmi na odstránenie polárnych nečistôt.
- SC-1 (Štandardné čistenie-1): Odstraňuje organické kontaminanty a častice pomocou zmesi NH₄OH, H₂O₂ a H₂O (napr. pomer 1:1:5 pri ~20 °C). Vytvára tenkú vrstvu oxidu kremičitého.
- SC-2 (Štandardné čistenie-2): Odstraňuje kovové nečistoty pomocou HCl, H₂O₂ a H₂O (napr. pomer 1:1:6 pri ~80 °C). Zanecháva pasivovaný povrch.
- Vyvažuje čistotu s ochranou povrchu.
4.2 Čistenie ozónu
- Ponára oblátky do deionizovanej vody nasýtenej ozónom (O₃/H₂O).
- Účinne oxiduje a odstraňuje organické látky bez poškodenia doštičky, pričom zanecháva chemicky pasivovaný povrch.
4.3 Megasonické čistenie
- Využíva vysokofrekvenčnú ultrazvukovú energiu (zvyčajne 750 – 900 kHz) spolu s čistiacimi roztokmi.
- Vytvára kavitačné bubliny, ktoré uvoľňujú nečistoty. Preniká do zložitých geometrií a zároveň minimalizuje poškodenie jemných štruktúr.
4.4 Kryogénne čistenie
- Rýchlo ochladzuje doštičky na kryogénne teploty, čím skrehne nečistoty.
- Následné opláchnutie alebo jemné čistenie kefkou odstráni uvoľnené častice. Zabráni sa tak opätovnej kontaminácii a difúzii do povrchu.
- Rýchly, suchý proces s minimálnym použitím chemikálií.
Záver:
Ako popredný poskytovateľ komplexných polovodičových riešení sa spoločnosť XKH riadi technologickými inováciami a potrebami zákazníkov, aby poskytovala komplexný servisný ekosystém zahŕňajúci dodávky špičkových zariadení, výrobu doštičiek a presné čistenie. Dodávame nielen medzinárodne uznávané polovodičové zariadenia (napr. litografické stroje, leptacie systémy) s riešeniami na mieru, ale sme aj priekopníkmi v oblasti proprietárnych technológií – vrátane čistenia RCA, čistenia ozónom a megasonického čistenia – aby sme zabezpečili čistotu na atómovej úrovni pri výrobe doštičiek, čím výrazne zvyšujeme výnosy a efektivitu výroby klientov. Využívame lokalizované tímy rýchlej reakcie a inteligentné servisné siete a poskytujeme komplexnú podporu od inštalácie zariadení a optimalizácie procesov až po prediktívnu údržbu, čím klientom umožňujeme prekonať technické výzvy a napredovať smerom k vyššej presnosti a udržateľnému vývoju polovodičov. Vyberte si nás pre synergiu technických znalostí a komerčnej hodnoty s dvojitým ziskom.
Čas uverejnenia: 2. septembra 2025