RCA clean

RCA clean - это стандартный набор этапов очистки пластины, которые необходимо выполнить перед высокотемпературной обработкой этапы (окисление, диффузия, CVD ) кремниевых пластин в производстве полупроводников.

Вернер Керн разработал базовую процедуру в 1965 году, работая в RCA, Radio Corporation of America. Он включает в себя следующие химические процессы, выполняемые последовательно:

1. Удаление органических загрязнителей (органическая очистка + очистка от частиц)
2. Удаление тонкого оксидного слоя (оксидная полоса, необязательно)
3. Удаление ионных загрязнений (ионная очистка)

• 1 Стандартный рецепт
  • 1.1 Первый этап (SC-1): органическая очистка + очистка от частиц
  • 1.2 Второй этап (необязательно): оксид полоска
  • 1.3 Третий этап (SC-2): ионная очистка
  • 1.4 Четвертый этап: промывка и сушка
• 2 Добавления
• 3 См. также
• 4 Примечания и ссылки
• 5 Внешние ссылки

Вафли готовятся путем их замачивания в деионизированной воде. Если они сильно загрязнены (видимые остатки), может потребоваться предварительная очистка раствором пираньи. Пластины тщательно ополаскиваются деионизированной водой между каждым этапом.

В идеале, указанные ниже этапы выполняются путем погружения пластин в растворы, приготовленные в плавленом кварце или плавленом кварце сосудах (Запрещается использовать посуду из боросиликатного стекла, поскольку ее загрязнения вымываются и вызывают загрязнение). Аналогичным образом рекомендуется, чтобы используемые химические вещества были электронного качества (или «класса CMOS»), чтобы избежать загрязнения, которое повторно загрязнит пластину.

Первый шаг (SC-1): органическая очистка + очистка от частиц

Первый этап (называемый SC-1, где SC означает стандартная очистка) выполняется с раствором (соотношения могут варьироваться)

• 5 частей деионизированной воды
• 1 часть аммиака. вода, (29% по массе NH 3)
• на 1 часть водного H 2O2(пероксида водорода, 30%)

при 75 или 80 ° C обычно в течение 10 минут. Эта смесь оснований и пероксидов удаляет органические остатки. Также очень эффективно удаляются частицы, даже нерастворимые, поскольку SC-1 изменяет поверхность и дзета-потенциалы частицы и заставляет их отталкиваться. Эта обработка приводит к образованию тонкого слоя диоксида кремния (около 10 ангстрем) на поверхности кремния вместе с некоторой степенью металлического загрязнения (особенно железом ), которое будет удалено. на последующих этапах.

Второй этап (необязательно): полоска оксида

Необязательный второй этап (для голых кремниевых пластин) - это короткое погружение в раствор водного HF (фтористоводородная кислота ) при 25 ° C в течение примерно пятнадцати секунд, чтобы удалить тонкий оксидный слой и некоторую фракцию ионных примесей. Если этот этап выполняется без материалов сверхвысокой чистоты и сверхчистых контейнеров, это может привести к повторному загрязнению, поскольку голая поверхность кремния очень реактивна. В любом случае на следующем этапе (SC-2) растворяется и восстанавливается оксидный слой.

Третий этап (SC-2): ионная очистка

Третий и последний этап (называемый SC- 2) выполняется с раствором (соотношения могут варьироваться)

• 6 частей деионизированной воды
• 1 часть водной HCl (соляная кислота, 37% по весу)
• 1 часть водного раствора H 2O2(перекиси водорода, 30%)

при 75 или 80 ° C, обычно в течение 10 минут. Эта обработка эффективно удаляет оставшиеся следы металлических (ионных) загрязнений, некоторые из которых были внесены на этапе очистки SC-1. Он также оставляет тонкий пассивирующий слой на поверхности пластины, который защищает поверхность от последующего загрязнения (незащищенный открытый кремний загрязняется сразу).

Четвертый этап: промывка и сушка

При условии очистки RCA выполняется с использованием химикатов высокой степени чистоты и чистой стеклянной посуды, в результате получается очень чистая поверхность пластины, пока пластина все еще находится в воде. Операции ополаскивания и сушки должны выполняться правильно (например, проточной водой), поскольку поверхность может быть легко повторно загрязнена органическими веществами и твердыми частицами, плавающими на поверхности воды. Для эффективного ополаскивания и сушки пластины можно использовать различные процедуры.

Первым шагом в процессе очистки ex situ является обезжиривание пластины ультразвуком трихлорэтиленом, ацетон и метанол.

• Пластина (электроника)
• Кремний на изоляторе
• Химико-механическое выравнивание
• Раствор Пираньи

1. ^ RCA Clean, материалы Горной школы Колорадо Архивировано 05.03.2000 в Wayback Machine
2. ^ Керн, В. (1990). «Эволюция технологии очистки кремниевых пластин». Журнал Электрохимического общества. 137 (6): 1887–1892. doi : 10,1149 / 1,2086825.
3. ^W. Kern и D. A. Puotinen: RCA Rev. 31 (1970) 187.
4. ^Itano, M.; Kern, F. W.; Мияшита, М.; Оми, Т. (1993). «Удаление частиц с поверхности кремниевой пластины в процессе влажной очистки». IEEE Transactions по производству полупроводников. 6 (3): 258. doi : 10.1109 / 66.238174.
5. ^Руль, Рональд; Томас, Раймонд; Неманич, Роберт (1993). «Глава 8: Удаленная плазменная обработка для очистки кремниевых пластин». В Керн, Вернер (ред.). Справочник по технологии очистки полупроводниковых пластин. Публикации Нойеса. С. 356–357. ISBN 978-0-8155-1331-5.

• RCA Clean, Школа электротехники и компьютерной инженерии, Технологический институт Джорджии