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Center of MicroNanoTechnology CMi

Chapelle chimique pour le recyclage des plaques (Reclaim)

Table des matires

Introduction

Principe Physique

Capacit de lquipement

Restriction d'accs

Caractristiques techniques

Informations

Introduction

La chapelle chimique Reclaim

1.)      permet d'effectuer le recyclage des plaques de silicium ayant une ou plusieurs couches d'oxyde de silicium, de nitrure de silicium ou de polysilicium

2.)      permet de retirer l'oxyde produit lors d'un dopage au phosphore d'un film de silicium ou polysilicium l'aide du POCl3 (le retrait de l'oxyde dop est appel "deglaze").

Les plaques ayant une ou plusieurs couches mtalliques ne sont pas recycles.

Un nettoyage prliminaire des plaques est obligatoire si une couche de rsine photosensible est prsente sur les plaques.

Le recyclage des plaques se fait l'aide de deux bains aprs un nettoyage prliminaire:

         nettoyage prliminaire des plaques (remover, plasma O2, piranha).

         retrait des couches d'oxyde de silicium (SiO2) et de nitrure de silicium (SixNy) (1er bain: acide fluorhydrique).

         retrait des couches de polysilicium ou silicium amorphe (2me bain: acide nitrique + acide fluorhydrique + eau DI).

Chaque tape est suivie d'un rinage l'eau DI (dionise). Les plaques sont finalement centrifuges et sches sous un flux d'azote chaud.

Principe Physique

Chapelle chimique Reclaim
Chapelle Chimique Reclaim

Le premier bain (bain gauche) est appel bain "Deglaze" et est utilis pour le retrait de l'oxyde form sur la surface du silicium ou du polysilicium lors de l'tape de dopage POCl3 dans le tube " Centrotherm EPFL 1-4 POCl3 doping ". Ce bain est un mlange d'eau DI (dionise) et d'acide fluorhydrique (HF 49%) dont les proportions sont notes: HF:H2O 1:3.

Ce bain est rgulirement remplac par un membre du CMI. La temprature d'utilisation est de 21C. La dure standard pour le retrait d'un oxyde est de 3 minutes.

Le second bain (bain central) est constitu d'acide fluorhydrique (HF 49%).

Ce bain est rgulirement remplac par un membre du CMI.

La temprature d'utilisation est de 21C. La dure de l'attaque est fonction de l'paisseur des couches retirer. La vitesse d'attaque est de l'ordre de 1.5 μm/mn pour l'oxyde de silicium (SiO2), de 120 /mn pour le nitrure de silicium stchiomtrique (Si3N4) et de 40 /mn pour le nitrure de silicium enrichi en silicium (SixNy). La dure du rinage primaire avant introduction dans le second bain est de 3 minutes minimum.

Le troisime bain (bain de droite) est rempli de 12 litres de "polyetch" qui est un mlange d'eau DI (dionise), d'acide nitrique 70% et d'acide fluorhydrique 49% dont les proportions sont notes: HNO3:H2O:HF 50:20:3 ou encore HNO3:HF:H2O 200:12:80.

Ce bain est rgulirement remplac par un membre du CMI.

La temprature d'utilisation est de 21C. La dure de l'attaque est fonction de l'paisseur des couches retirer. La vitesse d'attaque du polysilicium est de l'ordre de 0.8 μm/mn. La dure du rinage primaire avant introduction dans le premier bain est de 3 minutes minimum.

Le bain de rinage FFR (Fast Fill Rinse) permet d'obtenir un rinage efficace et rapide grce aux trois modes de fonctionnement disponibles. Le bain de rinage est constitu d'un bac avec une alimentation en eau DI venant par le fond du bac. Un flux d'azote est inject la base par des petits trous permettant de gnrer des bulles et d'agiter le bain. Le bac est perc d'orifices sur sa partie suprieure permettant la vidange par dbordement dans le plenum de la chapelle chimique puis dans les bacs de neutralisation. De plus, il est quip d'une vanne latrale mi-hauteur pouvant tre ouverte ou ferme. Lorsque la vanne est en position ouverte, une partie de l'eau de rinage est rcupre via une boucle dite de "recirculation" dans laquelle la mesure de rsistivit est effectue. Le dbit d'eau peut tre rapide "Fast Fill", correspondant 16 litres/mn ou lent "Slow Fill", correspondant 2 litres/mn. Un flux d'azote en surface permet de limiter la dissolution du dioxyde de carbone (CO2) dans l'eau qui augmente artificiellement la rsistivit.

Le premier cycle de rinage fonctionne en flux rapide "Fast Fill" et vanne ferme "Dump". L'tat du bain est "ON". La totalit de l'eau de rinage est vidange, ce qui permet d'vacuer rapidement la plus grande partie du produit chimique sur le panier et les plaques. La boucle de "recirculation" et le rsistivimtre sont isols lors de cette phase.

Le second cycle de rinage fonctionne en flux rapide "Fast Fill" et vanne ouverte "Recirculation". L'tat du bain est "ON". Le flux rapide garantit un bon rinage. Une partie de l'eau est rcupre ce qui limite la consommation. La rsistivit de l'eau augmente progressivement. La rsistivit atteint alors 10 MW.cm si le bain est utilis correctement, c'est dire si le cycle de rinage est initialis ds que le panier est immerg et si le couvercle du bain est ferm pour viter la dissolution du dioxyde de carbone dans l'eau.

Le troisime cycle de rinage fonctionne en flux lent "Slow Fill" et vanne ouverte "Recirculation". L'tat du bain est "OFF". La consommation d'eau est minimale.

La dure du rinage est de 15 45 minutes. Le rinage est termin lorsque la rsistivit de l'eau est suprieure 10 MW.cm.

Le bain de rinage TT (Trickle Tank) est un bain "ultra pur". Il est rserv aux paniers nettoys et rincs jusqu' rsistivit correcte qui sont en attente d'tre schs (au cas o la centrifugeuse ne serait pas libre).

Le schage est effectu dans la centrifugeuse SRD (spin rinse dryer) sous un flux dazote chaud.

Capacit de lquipement

         25 plaques de 100mm ou 150mm par panier.

         3 paniers Reclaim 100mm

         2 paniers Reclaim 150mm.

         2 paniers POCl3 100mm.

         2 paniers POCl3 150mm.

         Changement de configuration de la centrifugeuse pour les plaques de 100mm 150mm : environ 10mn par un membre du staff.

Restriction d'accs

         Pour viter les problmes de contamination croise avec les autres quipements, il est impratif d'utiliser les brucelles vide adquates pour manipuler les plaques.

         L'utilisation de produits chimiques corrosifs et toxiques exige un quipement et un comportement adapts.

Rappel des rgles gnrales de scurit:

Se protger.

         Mettre les lunettes de protection pour manipuler les bidons et les plaquettes.

         Se protger avec un tablier, un cran facial, des gants pour le nettoyage RCA dans la chapelle chimique!

Les gants de protection chimique.

         Les gants servent uniquement manipuler les ustensiles dans la chapelle chimique.

         Pour des raisons de scurit, il est trs important de ne rien toucher d'autre (visage, cran facial, tablier, stylo, brucelle vide, microscope...).

         Ne toucher les boutons de commande placs en face avant de la chapelle chimique qu'aprs avoir rinc les gants au rince-gant.

Le plan de travail de la chapelle chimique.

         Ne pas surcharger le plan de travail.

         Rincer le plan de travail aprs le transfert du panier d'un bain l'autre.

         Rincer puis essuyer le plan de travail avant de quitter la zone.

         Rincer puis essuyer les boutons de commande avant de quitter la zone.

Les paniers et les botes de transport pour le bain "HF 49%" et pour le bain "Polyetch"

         Charger les plaquettes nettoyer dans les paniers "Reclaim". Ces paniers sont normalement rangs dans les botes "bote de transport reclaim".

          

         Une fois pos sur le plan de travail de la chapelle chimique, le panier ne peut en sortir qu'aprs rinage dans le bain FFR, rinage dans le bain TT, rinage et schage dans la centrifugeuse.

         Le panier propre doit rester dans la bote "bote de transport reclaim".

         Un panier a quatre emplacements : dans sa bote ferme, sur la table en inox pour le chargement des plaquettes, sur le plan de travail de la chapelle chimique, dans la centrifugeuse SEMITOOL.

Les paniers et les botes de transport pour le bain "POCL3 - Deglaze"

         Dcharger les plaquettes du tube "Centrotherm EPFL 1-4 POCL3 doping" directement dans les paniers en Tflon nots "POCL3", en utilisant EXCLUSIVEMENT la brucelle ddie. Les paniers en Tflon sont normalement rangs dans les botes "bote de transport POCL3".

Bote contenant la fourche et les brucelles ddies.

Dchargement directement dans le panier Tflon

A gauche : bote de transport et panier Tflon

Au centre : nacelle et fourche ddie au tube POCl3

A droite : bote avec brucelles ddies.

Botes POCL3 pour panier 150mm et 100mm.

         INTERDICTION DE TOUCHER LES PLAQUES entre le dchargement du tube et le schage final.

         Une fois pos sur le plan de travail de la chapelle chimique, le panier ne peut en sortir qu'aprs rinage dans le bain FFR, rinage dans le bain TT, rinage et schage dans la centrifugeuse.

         Le panier propre doit rester dans la bote "bote de transport POCL3".

         Un panier a trois emplacements : dans sa bote ferme, sur le plan de travail de la chapelle chimique, dans la centrifugeuse SEMITOOL.

En cas de doute, renseignez-vous !

Avertissement : Toute intervention dans la chapelle chimique se fait uniquement par un membre du CMI.

Caractristiques techniques.

Acide Fluorhydrique (HF 49%):

T+: Trs toxique.

C: Corrosif.

R26/27/28: Trs toxique par inhalation, par contact avec la peau et par ingestion.

R35: Provoque de graves brlures.

Polyetch (HNO3 70%:HF 49%:H2O 200:12:80):

T: toxique.

C: Corrosif.

R23/24/25: Toxique par inhalation, par contact avec la peau et par ingestion.

R35: Provoque de graves brlures.

Informations.

Vitesse d'attaque en /mn

HF 49%

Polyetch

SiO2

15000

 

Si3N4

120

 

SixNy

40

 

polysilicium

≈0

7300