Reinigungstechniken

Leicht lösliche Partikel auf der Waferoberfläche können bereits bei Umspülung mit Stickstoffgas entfernt werden.

 

Ein elementarer Schritt zur Reinigung der Wafer ist das Waschen in Wasser, bei dem die Zahl der Fremdstoffe extrem reduziert wurde. Von diesem sogenannten Reinstwasser wird in der Halbleiterproduktion eine beträchtliche Menge verbraucht.

 

Durch Reinigung in einem Ultraschallbad lassen sich auch stark haftende Teilchen und dazu eine Vielzahl abgelagerter Substanzen in einer geeigneten Lösung entfernen. Dazu werden die Wafer über hochfrequente akustische Signale, die die Reinigungsflüssigkeit überträgt, angeregt. Zur Bindung von Verunreinigungen von Fetten und Ölen kommen dabei Aceton oder Ethanol zum Einsatz, die jedoch ihrerseits Verunreinigungen durch Kohlenstoff verursachen können.

 

Zur Entfernung von störenden Ionen kann deionisiertes Wasser eingesetzt werden. Dazu kann zusätzlich ein mechanisches Reinigungsverfahren mit Bürsten und einer geeigneten Lösung erfolgen. Dadurch kann jedoch die Waferstruktur zerstört werden. Zudem konzentrieren sich Verunreinigungen an Stufen der strukturierten Schichten.

 

Oft genügt die Behandlung mit Reinstwasser und Lösungsmitteln nicht, so dass zusätzlich Ätzmittel zum Einsatz kommen, die die Waferoberfläche in geringer Dicke abtragen. Vor einer Schichtabscheidung wird beispielsweise die natürliche Oxidschicht abgetragen, die sich in der Reaktion mit der Umgebung unvermeidlich ausbildet. Dazu eignet sich Flusssäure als Ätzmittel.
Außer Verunreinigungen werden auch Oberflächenschichten abgetragen, die aufgrund vorangegangener mechanischer Bearbeitung eine unregelmäßige Kristallstruktur aufweisen.

 

Ein Nasschemischer Ätzvorgang wird zunächst durch Spülen in Reinstwasser beendet. Darauf folgt eine komplexe Folge diverser Verfahren, die eine saubere Waferoberfläche gewährleisten sollen. Der Ablauf muss dabei in folgender Reihenfolge abgehalten werden, wobei die Wafer nach jedem Schritt in Reinstwasser gewaschen werden:

 

  • Entfernen von abgelagerten Teilchen durch Spülung mit Stickstoff
  • Ultraschallreinigung
  • Behandlung mit Caroscher Säure, um grobe organische Ablagerungen zu lösen
  • Behandlung mit NH4-H2O2, um verbleibende organische Substanzen zu entfernen
  • Lösung von abgelagerten Metallen in Salzsäure und Wasserstoffperoxid

 

 

 

 

 

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