Implementation of cleaning processes in aqueous media of rough alumina surfaces and study of particles adhesion on these surfaces
Mises en œuvre de procédés de nettoyages en milieu aqueux de surfaces rugueuses d'alumine et étude de l'adhésion de particules sur ces surfaces
Résumé
Ultracleanliness of tool kit parts become necessary for wafer yield optimization in semiconductor industry. This study suggests parts cleaning improvement with focus on adhesion forces between two alumina substrates and their residual particles in aqueous medium. After physical chemical characterization and roughness measurement on our systems, forces are calculated by DLVO theory. A statistical study has been developed adhesion measured by atomic force microscopy force measurements with alumina colloid probe. This approach is compared to DLVO theory applied to rough surfaces. Then, we investigate some cleanings to overcome this adhesion. First with ultrasonic waves, it was developed a measurement method versus frequency, application time and power and fixed parameters were defined for each substrate. The cleaning improvements, always with the help of ultra-sonic, had driven to use temperature increase, pH solutions shift, and surfactants addition.
Le nettoyage ultrapropre des pièces de réacteur devient nécessaire pour l'optimisation des rendements sur plaquettes de silicium dans l'industrie de la microélectronique. Ce travail propose d'améliorer le nettoyage de ces pièces en axant la recherche sur les forces d'adhésion entre deux substrats d'alumine et leurs particules résiduelles en milieu aqueux. Après la caractérisation physico-chimique et la mesure de rugosité de nos systèmes, le calcul de la théorie DLVO est abordé. Une étude statistique de l'adhésion est développée en comparant les mesures de forces par microscopie à force atomique avec une particule d'alumine collée sur le levier et la théorie DLVO appliquée sur les surfaces rugueuses. Nous avons investigué des méthodes de nettoyages pouvant vaincre cette adhésion, et en particulier l'apport d'énergie dans le milieu par ondes ultra sonores. Dans ce sens, une méthode de mesure de la densité particulaire surfacique a été développée en fonction des paramètres intrinsèques aux ultrasons sur chaque substrat. Les moyens d'amélioration, toujours à l'aide d'ultrasons, ont été les nettoyages par l'augmentation de la température, la variation du pH des solutions et l'ajout de tensioactifs.
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