ข้างหน้า

     มีความคล้ายคลึงกันหลายประการระหว่างเทคโนโลยีการผลิตอุปกรณ์ซิลิกอนคาร์ไบด์ (SiC) และเทคโนโลยีการผลิตซิลิกอน แต่สิ่งสำคัญสำหรับสาขาที่กำลังพัฒนานี้คือการระบุว่าความแตกต่างของวัสดุจะส่งผลต่อความสามารถในการทำความสะอาดหรือไม่ ความแตกต่างของวัสดุ ได้แก่ ค่าสัมประสิทธิ์การแพร่กระจาย พลังงานพื้นผิว และความแข็งแรงของพันธะเคมี ซึ่งทั้งหมดนี้สามารถมีบทบาทในการทำความสะอาดพื้นผิวที่สำคัญได้ ในงานนี้ ระดับการปนเปื้อนบนพื้นผิวร่องรอยของเวเฟอร์ซิลิคอนคาร์ไบด์ 100H 150 มม. หรือ 4 มม. หลังจากการแมปแรงดันไฟฟ้าความจุของโพรบปรอท (MCV) ถูกนำมาเปรียบเทียบกับหลังจากการทำความสะอาดในภายหลัง ในระหว่าง MCV โลหะปริมาณน้อย เช่น ปรอท เหล็ก และนิกเกิล ถูกเติมอย่างควบคุมได้ และแสดงให้เห็นว่าวิธีการทำความสะอาดต่างๆ สามารถคืนสภาพพื้นผิวของซิลิคอนคาร์ไบด์ให้อยู่ในระดับความสะอาดต่ำกว่า 5x1010 อะตอม /ซม.2 มีการพูดคุยถึงการเปรียบเทียบตำแหน่งและต้นทุนของการทำความสะอาดเหล่านี้ในผังกระบวนการของอุปกรณ์แบบรวม

การทดลองและการอภิปราย

โพรบปรอท CV (MCV), TXRF และการทดลองทำความสะอาด

     เพื่อที่จะนำสารมลพิษเข้าสู่พื้นผิวของซิลิกอนคาร์ไบด์อย่างควบคุมได้ และทดสอบความสามารถในการทำความสะอาด การตรวจจับปรอทจึงดำเนินการบนเวเฟอร์ซิลิกอนคาร์ไบด์เอพิแทกเซียลขนาด 100 มม. และ 150 มม. ที่มีความหนาแน่นของไมโครทูบูลต่ำเป็นพิเศษในเครื่องทดสอบ Semerab MCV-530 จึงทำการวัดมลพิษโลหะปริมาณเล็กน้อยโดย TXRF เวเฟอร์ถูกทำความสะอาดด้วยสารเคมีทำความสะอาดหลายชนิด และวิเคราะห์สิ่งเจือปนเล็กน้อยในเวเฟอร์ที่ทำความสะอาดอีกครั้ง การวัด MCV ดำเนินการโดยใช้โหมดการวัดที่หลากหลาย เช่น การสแกนรัศมี การทำแผนที่เวเฟอร์ และการวัดหลายครั้งในตำแหน่งเดียวกัน ซึ่งช่วยให้การวัด TXRF ครั้งแรกสามารถเปรียบเทียบพื้นที่ที่ไม่มีการปนเปื้อนกับพื้นที่ที่มีการปนเปื้อน และ TXRF หลังการทำความสะอาดเพื่อเปรียบเทียบ สถานะก่อนการทำความสะอาด

รูป 1 เค้าโครงของแบบจำลองบางรุ่นที่ใช้ในการศึกษาครั้งนี้ ในทั้งสองกรณี ตำแหน่งของ TXRF ของเวเฟอร์ซิลิคอนคาร์ไบด์ 50 มม. และเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 10 มม. จะปรากฏขึ้น (โหมดการทดลองของเวเฟอร์ซิลิคอนคาร์ไบด์ 100 มม. จะไม่แสดง) ซ้าย: การสแกนรัศมี 10 จุด MCV (จุดวัดเส้นผ่านศูนย์กลาง ~ 1.7 มม.) ทำให้สามารถวัด TXRF 5 จุดเพื่อวิเคราะห์พื้นที่ปนเปื้อนสารปรอทและพื้นที่ปราศจากสารปรอท ขวา: การวัด TXRF 165 จุดบนเวเฟอร์ซิลิคอนคาร์ไบด์ 150 มม. 4H ที่แสดงบนฐาน TXRF 200 มม.MCV, การทำความสะอาดล่วงหน้า TXRF และผลลัพธ์ TXRF หลังการทำความสะอาดการทำความสะอาดทั้งหมดได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีประสิทธิภาพในการขจัดสิ่งสกปรกที่เป็นโลหะได้ในระดับหนึ่ง ระดับปรอทที่แมปซึ่งวัดบนเวเฟอร์ซิลิคอนคาร์ไบด์ 100 มม. พร้อมด้วยโมลิบดีนัมแอโนด TXRF แสดงให้เห็นว่าลดลงจากค่าเฉลี่ยทั่วไปที่ 2.5x1013 อะตอม/ซม.2 และค่าสูงสุดโดยทั่วไปที่ 2.4x1014 อะตอม/ซม.2 เหลือระดับต่ำกว่าขีดจำกัดการตรวจจับที่ 300 วินาที ~7x1010 อะตอม/ซม.2 ทันทีหลังการทดสอบเอพิแทกเซียล การทำความสะอาด RCA บนแผ่นเวเฟอร์ซิลิคอนคาร์ไบด์ขนาด 50 มม. ได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีประสิทธิภาพในการขจัดสารปรอท นิกเกิล เหล็ก และโลหะอื่นๆ ผลการวัดหลังการทำความสะอาดต่ำกว่าขีดจำกัดการตรวจจับของลำดับ RCA ที่เข้มข้น ต่ำกว่าของลำดับ RCA เจือจาง แต่ยังคงสามารถวัดได้รูปที่ 2 แสดงการเปรียบเทียบค่าที่วัดได้ของ TXRF ที่แมปก่อนและหลังการทำความสะอาด RCA แบบเจือจาง การปนเปื้อนของเหล็กบนพื้นผิวถูกจำกัดอยู่ใกล้ขอบของแผ่นเวเฟอร์ก่อนที่จะทำความสะอาด และตำแหน่งเหล่านี้ยังสามารถวัดได้หลังจากทำความสะอาดด้วย RCA เจือจาง แม้ว่าจะลดลงก็ตาม เพื่อประโยชน์ด้านผลผลิตและความน่าเชื่อถือ สามารถสังเกตแนวโน้มการทำความสะอาดบนโลหะที่สนใจหลายชนิด (รวมถึงปรอท เหล็ก และนิกเกิล) และสามารถสังเกตแนวโน้มการทำความสะอาดซ้ำๆ บนเวเฟอร์หลายแผ่น

รูป 2 การปนเปื้อนของเหล็กที่วัดได้บนพื้นผิวของเวเฟอร์ซิลิคอนคาร์ไบด์ 150 มม. 4H ได้รับการทำความสะอาดที่ 50°C ตามลำดับ RCA ที่ 1:2:50 ในแต่ละครั้งเป็นเวลา 5 นาทีในถัง SC1&SC2 ของ DHF และเวลาในการทำความสะอาดคือ 30 วินาที ในขั้นตอนก่อนการทำความสะอาด ความเข้มข้นของเหล็กที่ขอบจะสูง แม้ว่าความเข้มข้นของเหล็กในทุกพื้นที่จะลดลงหลังการทำความสะอาด แต่ความเข้มข้นยังคงสูงกว่าขีดจำกัดการตรวจจับของกระบวนการนี้เพื่อประโยชน์ด้านผลผลิตและความน่าเชื่อถือ แนวโน้มการทำความสะอาดสามารถสังเกตได้บนโลหะต่างๆ ที่เกี่ยวข้อง (รวมถึงแคลเซียม ปรอท เหล็ก และนิกเกิล) และแนวโน้มการทำความสะอาดสามารถสังเกตซ้ำๆ บนแผ่นเวเฟอร์หลายแผ่น แม้ว่าองค์ประกอบบางส่วนจะถูกทำความสะอาดจนหมดจนถึงระดับต่ำกว่า ขีดจำกัดการตรวจจับของ TXRF โดยใช้กรดไดคลอโรอะซิติกเจือจาง (ไทเทเนียม โครเมียม ทองแดง และสังกะสี) รูปที่ 3 แสดงให้เห็นการใช้กระบวนการ RCA เจือจางเพื่อลดการปนเปื้อนที่พื้นผิวของนิกเกิล ขอย้ำอีกครั้งว่าความเข้มข้นของนิกเกิลจะสูงกว่าที่ขอบของแผ่นเวเฟอร์ และการทำความสะอาดทำให้พื้นที่ส่วนใหญ่ต่ำกว่าขีดจำกัดการตรวจจับของการวัด

รูป 3 การปนเปื้อนของนิกเกิลที่แมปพื้นผิวซึ่งวัดก่อนและหลังการทำความสะอาดที่ 50°C เป็นเวลา 5 นาที (ทุกถัง SC1&2, ขั้น DHF) บนเวเฟอร์ซิลิคอนคาร์ไบด์ 150 มม. 4H ในลำดับ RCA 1:2:50 ดำเนินการเป็นเวลา 30 วินาที ในขั้นตอนก่อนการทำความสะอาด ความเข้มข้นของนิกเกิลที่ขอบจะสูง แม้ว่านิกเกิลในทุกพื้นที่จะลดลงหลังการทำความสะอาด แต่ความเข้มข้นของนิกเกิลยังคงสูงกว่าขีดจำกัดการตรวจจับในบางสถานที่

สรุป
     เนื่องจากเป็นที่ทราบกันว่าเคมีของ RCA สามารถกำจัดมลพิษได้โดยการออกซิไดซ์พื้นผิวซิลิกอนและกำจัดออกไซด์ในไฮโดรเจนฟลูออไรด์ กลไกนี้อาจไม่เกิดขึ้นกับซิลิกอนคาร์ไบด์ เนื่องจากสารเคมีเหล่านี้ไม่คาดว่าจะกัดหรือออกซิไดซ์ซิลิกอนคาร์ไบด์ที่อุณหภูมิที่ใช้ในงานนี้ . ในงานก่อนหน้านี้ มีการเสนอว่าความหยาบมีบทบาทในการดักจับมลพิษที่เป็นโลหะ และการบำบัดไฮโดรเจนฟลูออไรด์ส่งผลให้พื้นผิวที่ชอบน้ำส่วนใหญ่ถูกกำจัดโดยกลุ่มซิลิคอนไฮดรอกไซด์และคาร์บอน-ออกซิเจน ผลการวิจัยพบว่า RCA เจือจางด้วยเวลาสั้นกว่าและอุณหภูมิต่ำกว่าไม่มีประสิทธิผลในการขจัดเหล็ก นิกเกิล และปรอทที่อาจเกิดขึ้นได้ แม้ว่าความหยาบอาจเป็นปัจจัยหนึ่ง แต่ผลกระทบของอุณหภูมิและเวลาอาจบ่งชี้ว่าการละลายของโลหะ (กรดไฮโดรคลอริกและ NH4OH) ในเคมี SC1 และ SC2 เป็นกลไกหลัก แต่เราขอแนะนำในที่นี้ว่าสามารถมีบทบาทผ่านการแพร่กระจายของ ชั้นผิวของซิลิคอนไฮดรอกซิลและคาร์บอน - ออกซิเจน ควรสังเกตว่ากลไกที่แน่นอนในการเติมเหล็กและนิกเกิลยังไม่ชัดเจน และการรักษาขอบของกล่องแช่และ/หรือการปนเปื้อนจากการผลิตแผ่นเวเฟอร์เป็นสาเหตุที่แท้จริงที่เป็นไปได้ เนื่องจากต้นทุนได้รับผลกระทบอย่างมากตามเวลา (ส่งผลต่อเอาท์พุต) และความเข้มข้น (ส่งผลต่อต้นทุนวัสดุและต้นทุนการบำบัด) แต่จะได้รับผลกระทบน้อยกว่าจากอุณหภูมิ (ส่งผลต่อต้นทุนอุปกรณ์เริ่มต้นเท่านั้น) จึงเป็นเรื่องสำคัญที่จะต้องสำรวจพารามิเตอร์สำหรับการควบคุมการกำจัด มลพิษจากโลหะในอนาคต ขอแนะนำให้ดำเนินงานนี้ในอุปกรณ์ที่สามารถพ่นการบำบัดได้ เนื่องจากอัตราการไหลที่สูงขึ้นใกล้กับแผ่นเวเฟอร์สามารถบรรลุอัตราการละลายที่สูง ซึ่งช่วยให้สิ่งสกปรกกระจายออกจากพื้นผิวได้รวดเร็วยิ่งขึ้น (15) ผลกระทบนี้ได้รับการประเมินอย่างดีในการกำจัดโพลีเมอร์ (16) และการประเมินซิลิคอนคาร์ไบด์ยังสามารถแสดงความสัมพันธ์กับสิ่งปนเปื้อนที่เป็นโลหะได้ แม้ว่าการประมวลผลในอุปกรณ์นี้อาจทำให้ค่าการปนเปื้อนที่พื้นผิวต่ำกว่าขีดจำกัดการตรวจจับ TXRF เพิ่มเติมอีก

ข้อจำกัดความรับผิดชอบ: บทความนี้ทำซ้ำจาก "Waring Kona" บทความนี้นำเสนอเฉพาะมุมมองส่วนตัวของผู้เขียน และไม่ได้เป็นตัวแทนมุมมองของ Sacco Micro และอุตสาหกรรม มีไว้สำหรับการพิมพ์ซ้ำและแบ่งปันเพื่อสนับสนุนการคุ้มครองสิทธิในทรัพย์สินทางปัญญาเท่านั้น โปรดระบุแหล่งที่มาต้นฉบับและผู้แต่งเมื่อพิมพ์ซ้ำ หากมีการละเมิดใด ๆ โปรดติดต่อเราเพื่อลบออก

โทรศัพท์บริษัท: +86-0755-83044319
แฟกซ์/แฟกซ์:+86-0755-83975897
อีเมล์: 1615456225@qq.com
QQ: 332496225 ผู้จัดการชิว
ที่อยู่: ห้อง 809 บล็อก C อาคารเทคโนโลยี Zhantao เลขที่ 1079 Minzhi Avenue เขตหลงหัวใหม่ เซินเจิ้น