Piilevyjen karakterisointi eri pesuprosessien jälkeen

Abstract

Tämän insinöörityön aiheena oli piikiekkojen puhdistusprosessien tutkiminen. Tavoitteena oli selvittää eri pesuprosessien erot sekä niiden vaikutus piikiekon pintaan ja pinnan ominaisuuksiin. Tutkittavat pesuprosessit työssä olivat märkäpesumenetelmät kuten RCA-pesu, Piranha-pesu, HF-dippaus (HFD) sekä kuivapesumenetelmät happi- ja vetyplasmalla. Työtä tehdessä tutkittiin myös tieteellisiä artikkeleja, kirjallisuutta sekä etsittiin tietoa internetistä. Pesuprosessien vaikutusta piin pinnan ominaisuuksiin tutkittiin atomivoimamikroskoopilla, pinnan oksidikerroksen paksuuden muutosta ellipsometrillä sekä pinnan kemiallisten ominaisuuksien muutosta määritettiin kontaktikulmamittarilla käyttäen pisaramenetelmää. Työn lopputuloksena todettiin, että RCA pesu on paras märkäpesumenetelmä eikä HFD-käsittely pesussa ole välttämätön, mutta suositellaan tehtäväksi toisinaan. Varsinkin jos Piranha-pestyjä levyjä halutaan käyttää useamman kerran, tulisi HFD vaihe suorittaa aika ajoin. Kuivapesun jälkeen suositeltavaa olisi pestä levyt vielä jollain märkäpesumenetelmällä ennen todellista käyttötarkoitusta.

The objective of this Bachelor’s Thesis was to study different silicon wafer surface cleaning procedures. The purpose of this thesis was to find out how different cleaning procedures affected the surface of silica wafers and its properties. The cleaning processes examined in the thesis were the wet cleaning methods: RCA clean, Piranha clean, and HF-dipping, in addition to dry cleaning methods with oxygen and hydrogen plasma. While working on the study, scientific articles and literature were examined and information was also searched on the internet. The influence of cleaning processes on the surface was studied by atomic force microscopy, the mutations of the surface with an ellipsometer, and the mutations of the chemical properties of the surface by the drop method with a contact angle meter. The final finding of the study was that the RCA clean was the best wet cleaning method and that the HFD treatment was not necessary but is recommended once in a while. Especially if Piranha cleaned wafers are intended to be used several times, the HFD treatment is recommended on occasion. After using a dry cleaning method it is recommended to clean wafers with some wet cleaning method before the actual use.