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《晶洲十二时辰系列》—卯时篇:颗粒污染物附着机制及一般高压洗净

关键词:颗粒,?基板清洗

 

 

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前言

颗粒是能粘附在基板表面的小物体,悬浮在空气中传播的颗粒被称为浮质(aerosol)。对于面板制造,足球彩票的目标是控制并减少基板与颗粒的接触。制造的工艺过程中,可以接受的颗粒尺寸的粗略法则是它必须小于最小器件特征尺寸的一半,大于这个尺寸的颗粒会引起致命的缺陷。例如2μm的特征尺寸不能接触1μm以上尺寸的颗●!N斯懒空庑┏叽纾燃俣ㄈ死嗤贩⒌闹本对嘉90μm,1μm的尺寸则比人类头发尺寸小90倍之多。
目前面板的线宽、线距都是微米级别,曝光能力在2μm左右,依据前面所提到的粗略法则工厂会对1μm以上的颗粒污染物做严格管理;因颗粒物本身的性质容易导致微观电路的短路或断路,造成点、线、面等不良影响。对于清洗、蚀刻、剥离等湿法设备基板表面颗粒最终残余量及颗粒去除率是设备本身性能的重要衡量指标。

 

 

 
颗粒附着的因素
 
 

因重力作用浮游的颗粒会附着于基板表面,除此之外静电吸引、布朗运动、热运动、光敏现象、胶体胶束影响都有可能会造成颗粒的附着。

 

颗粒因其本身附着性质的差异,相同粒径的微尘附着力从数毫dyne到数十dyne不等,有时甚至会达到数百dyne(达因:使质量是1克的物体产生1厘米/秒^2的加速度的力,1N=10^5dyn)。例如:

自由落下的附着力约为0.1dyne
分子间相互吸引力约为3~5dyne
因带静电约为200V时吸引力约为3~5dyne
于湿度50%的环境下其吸引力约为5~7dyne
油脂存在的场合吸引力约为10~15dyne

 
另外一方面:一切真实流体中,由于分子的扩散或分子间相互吸引的影响,使不同流速的流体之间有动量交换发生,因此,在流体内部两流层的接触面上产生内摩擦力。这种力与作用面平行,故又称流动切应力,或粘性力。流体喷洒到玻璃基板表面后因为粘滞阻力的存在,微观上基板最表面流体置换速率很低,而目标去除的颗粒污染物往往被这样一层水膜保护不能有效去除。

 
 

颗粒洗净方法介绍

颗粒主要是一些聚合物、光刻胶和蚀刻杂质等。这类污染物通常主要依靠范德华力吸附在基板表面,影响器件光刻工序的几何图形的形成及电学参数。这类污染物的去除方法主要以物理或化学的方法对颗粒进行底切,逐渐减小其与基板表面的接触面积,最终将其去除。具体应用的方法包括机械擦洗(Brush等)、兆声(MS)、二流体清洗(MJ、BJ、CJ、AA-Jet)、高压清洗(HP、HPMJ)、化学清洗(RCA、HF、SPM等)。

其中二流体清洗、高压清洗造成基板和足球彩票损伤小、颗粒污染物去除能力高往往应用最为广泛,又因这两种足球彩票作用于基板表面压力较高,往往均归为高压清洗足球彩票;其余洗净足球彩票(Brush、MS、RCA等)根据具体需求选择性搭配应用。

 

 
二流体洗净方法说明
 
 
顾名思义,二流体清洗利用气水两种流体混合产生气穴效应对足球彩票表面进行物理冲刷,去除表面1~5μm颗●!S隦inse在相同液体压力下,由于二流体额外有气体辅助形成了空穴效应,物理打击力明显增大。水体粒径平均范围为20~120μm,区别于普通水洗160~280μm;微小粒子数量与打击力大幅超越普通水洗,洗净能力大幅提升。

因气液混合足球彩票、混合位置、流体吐出足球彩票等差异,二流体模组终端应用形式多样,举例示意说明如下:

BJ/MJ:

将CDA和DIW进行混合,利用高压喷洒到基板表面,产生大量的微小气泡,气泡在破裂的时候产生冲击力。
 

CJ(Cavitation Jet):

利用高压喷出DIW可以在腔室内产生大量气穴,利用气穴破裂产生的冲击力打掉颗粒污染物。

 

晶洲二流体清洗能力介绍

上下作为一家高端湿制程装备及工艺综合解决方案提供商,二流体?榫е扪≡裼牍室涣髦圃焐毯献鳎∮肧lit Type来提高喷射均匀性及清洗能力,较之Nozzle Type能获得两倍以上能力提升。

 

工厂端实测喷洒均匀性≥95%:

 

 
 
超高压清洗说明
 
 

为了有效对策水膜形成防止颗粒污染物被保护,开发了超高压清洗雾化技术。利用高压泵加压压缩将洗净液雾化,液体冲撞对象物,崩溃时候产生强大的冲击力,对周边的颗粒污染物有一个很好的去除作用。

雾化的水滴粒径在20~40μm范围内,高压可达到100Bar以上。能去除1~10μm范围内的颗粒污染物,去除率94%~97%,是最高效的清洗模组之一。

 
晶洲超高压清洗能力介绍
超高压清洗方面晶洲晶洲具备独立开发、设计及制造能力;超高压力泵选型、高洁净等级管路及Nozzle配置、CO2发泡降阻方案提供;面向终端客户,提供完美高压清洗及应用解决方案。
设备面:从Roller材质选型、Pitch分布、宽幅设计、O-ring选型提供高压力下基板平稳搬送方案;
调试面:依据他厂调试经验给出基础Recipe,并结合Glass Distance、工作压力、水阻管理等维度进行DOE实验,直至工艺最佳化;
应用面:因高压而衍生的ESD风险及Trap累积具有预防性解决方案和现场分析解决能力。
 

HPMJ在压力较大时与清洗基板发生摩擦可引发ESD。

 

 

GI前清洗或CI前清洗中,若由于ESD放出电子,P-Si与GI界面或GI膜内可形成Trap电子,从而较易形成P-channel,即发生Vth Shift。

基于对污染物附着机制的理解、多洗净模组的开发应用、多家一线合作伙伴的深入交流合作,结合终端客户用需求,晶洲为终端客户提供最为契合的湿法装备设计方案及现场应用服务,具体设计规格、综合应用解决方案欢迎交流讨论。

如下为晶洲各类型清洗设备基本结构示意:

一般清洗单元配置示意:

 
  • 突破“清洗”即为“冲洗”的概念,突破了“清洗机”就是“超声波清洗机”、水洗机的传统概念;

  • 树立清洗领域可以拥有更多更高端的清洗技术,为显示行业技术升级甚至技术革命带来更多可能;

  • 多种清洗技术概念的提出,为终端用户提供更多机能的选择,为解决“清洗”难题提供多种解决方案;

  • 树立晶洲高端技术领导品牌形象,在湿法领域,晶洲技术储备遥遥领先,可以为客户实现交钥匙解决方案。

 

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