Qu’est-ce qu’un équipement de nettoyage de semi-conducteurs ?
Équipement de nettoyage de semi-conducteurs est un terme générique désignant l’équipement utilisé dans le processus de nettoyage, l’un des processus de fabrication des semi-conducteurs.
Le processus de nettoyage est un processus important qui représente 30 à 40 % de l’ensemble du processus de fabrication des semi-conducteurs. Il existe deux types de processus de nettoyage : le nettoyage en tant que processus préalable pour éliminer une contamination suffisante avant le processus de traitement à haute température et le processus de formation de la couche mince, et le nettoyage en tant que processus postérieur pour éliminer les résidus de résine après le processus de gravure pour éliminer la pellicule d’oxyde et la couche mince.
L’équipement de nettoyage de semi-conducteurs peut être classé en deux grandes catégories : les systèmes de nettoyage par voie humide qui utilisent des produits chimiques et de l’eau pure et les systèmes de nettoyage à sec qui n’utilisent pas de produits chimiques.
Utilisations de l’équipement de nettoyage de semi-conducteurs
L’équipement de nettoyage de semi-conducteurs est utilisé dans divers processus dans les usines de fabrication de semi-conducteurs. Il est utilisé à la fois dans le processus frontal de formation des éléments semi-conducteurs sur les tranches de silicium et dans le processus final de séparation et d’emballage des éléments pour la fabrication du produit final.
Les contaminants et les dépôts à la surface des plaquettes ont un impact très important sur la qualité et le rendement des semi-conducteurs, en particulier dans le processus frontal. Les équipement de nettoyage de semi-conducteurs sont donc utilisés dans un très grand nombre d’étapes, comme avant le processus de formation de films d’oxyde et de couches minces sur la plaquette, après le processus de dépôt de films et après le processus de gravure.
Principe de l’équipement de nettoyage de semi-conducteurs
L’équipement de nettoyage de semi-conducteurs doit être utilisé pour éliminer complètement les contaminants de la surface de la plaquette dans les processus frontaux de la fabrication de semi-conducteurs. Plus précisément, avant et après le processus d’oxydation, au cours duquel un film d’oxyde est formé sur la surface de la plaquette par un traitement à haute température ; avant et après le processus CVD, au cours duquel la plaquette est exposée à un gaz de matériau en couche mince pour former un film ; et avant et après le processus de pulvérisation cathodique, au cours duquel la surface de la plaquette est exposée à un matériau en couche mince ionisé par une décharge électrique pour former un film.
Un nettoyage insuffisant augmente l’incidence des produits défectueux et a un impact négatif sur la qualité et les coûts. Les équipements de nettoyage par voie humide qui utilisent des produits chimiques ne peuvent pas utiliser plus d’un type de produit chimique à la fois. Aussi, les plaquettes sont nettoyées avec un type de produit chimique, puis rincées à l’eau pure avant d’être immergées dans le réservoir de produits chimiques suivant. Un processus est également nécessaire pour sécher la plaquette une fois le nettoyage terminé.
Types d’équipement de nettoyage de semi-conducteurs
En fonction de la méthode de nettoyage, l’Équipement de nettoyage de semi-conducteurs peut être classé en deux types : par lots et par wafer unique. En fonction du processus de nettoyage, ils peuvent être divisés en types secs et humides.
1. Classification par nombre de plaquettes
Type par lots
Plusieurs plaquettes sont immergées en même temps dans la cuve de traitement pour être nettoyées. En fonction du type de produit chimique, il peut s’agir d’un type à cuves multiples ou d’un type à cuve unique. Dans le type à cuves multiples, les cuves de traitement sont préparées et immergées en séquence, tandis que dans le type à cuve unique, la solution chimique est changée et nettoyée dans une seule cuve.
Type à une seule plaquette
Les plaquettes sont nettoyées une par une. La tranche est tournée et nettoyée en la pulvérisant avec le liquide de traitement à l’aide d’une buse.
2. Classification par méthode de nettoyage
Type humide
Cette méthode utilise des produits chimiques liquides pour le nettoyage.
Méthode sèche
Une méthode non liquide telle que l’ozone ou l’argon en aérosol est utilisée pour le nettoyage.
Caractéristiques d’un équipement de nettoyage de semi-conducteurs
1. Type de traitement par lots à réservoirs multiples
Capable de traiter les plaquettes en les immergeant successivement et en les nettoyant et rinçant de façon répétée. Un grand nombre de plaquettes peut être traité en même temps, mais l’équipement est volumineux et la quantité de produits chimiques utilisée augmente.
2. Type de traitement par lots dans une seule cuve
Une seule cuve de traitement est utilisée. Ce type de traitement par lots compense les inconvénients du type à cuves multiples en construisant la séquence de nettoyage par le remplacement des produits chimiques. Il est relativement peu encombrant et peut traiter de grandes quantités de plaquettes. La quantité de produits chimiques utilisée est élevée, car les produits chimiques doivent être remplacés pour chaque processus.
3. Type de plaquette unique
Les produits chimiques sont pulvérisés sur chaque tranche individuellement et tournent à grande vitesse pour le nettoyage. Cela permet de gagner de la place, de réduire la quantité de produits chimiques utilisés et d’éviter la contamination du liquide de traitement. Cependant, du fait de la rotation de la plaquette, la solution chimique est dispersée, ce qui rend la récupération et la réutilisation difficiles.
Comment choisir un équipement de nettoyage de semi-conducteurs
Différentes méthodes de nettoyage sont disponibles en fonction de la contamination visée par le processus de nettoyage. Les exemples de contamination comprennent les débris microscopiques appelés particules, les molécules de sodium et les composants d’huile et de graisse contenus dans la sueur humaine, etc., et les matières organiques telles que les molécules de carbone et les atomes de métal contenus dans les produits chimiques utilisés dans l’usine.
1. Particules
Les particules sont éliminées par nettoyage physique à l’aide de brosses ou par nettoyage humide à l’aide de produits chimiques alcalins.
2. Contaminants organiques
Pour éliminer les contaminants organiques, l’on peut utiliser des équipements de nettoyage par voie humide utilisant des produits chimiques acides et de l’eau ozonée, ainsi que des équipements de nettoyage à sec tels que des nettoyeurs à plasma et des nettoyeurs à ozone ultraviolet.
3. Contaminants métalliques
Le nettoyage humide avec des produits chimiques acides est utilisé pour éliminer les contaminants métalliques.