Нымдуу тазалоо (Нымдуу тазалоо) жарым өткөргүчтөрдү өндүрүү процесстериндеги маанилүү кадамдардын бири болуп саналат, кийинки процесс кадамдары таза бетинде аткарылышын камсыз кылуу үчүн пластинанын бетинен ар кандай булгоочу заттарды жок кылууга багытталган.
Жарым өткөргүч түзүлүштөрдүн өлчөмү кичирейген сайын жана тактык талаптары көбөйгөн сайын, пластиналарды тазалоо процесстеринин техникалык талаптары барган сайын катаал болуп калды. Вафли бетиндеги эң кичинекей бөлүкчөлөр, органикалык материалдар, металл иондору же оксид калдыктары аппараттын иштешине олуттуу таасир этиши мүмкүн, ошону менен жарым өткөргүч түзүлүштөрдүн түшүмдүүлүгүнө жана ишенимдүүлүгүнө таасир этет.
Вафельди тазалоонун негизги принциптери
Вафли тазалоонун өзөгү пластинанын кийинки иштетүүгө ылайыктуу таза бетине ээ болушун камсыз кылуу үчүн физикалык, химиялык жана башка ыкмалар аркылуу ар кандай булгоочу заттарды вафлидин бетинен эффективдүү тазалоодо турат.
Булгануунун түрү
Түзмөктүн мүнөздөмөлөрүнө негизги таасирлери
| статья Контаминация | Үлгү кемчиликтери
Иондук имплантация кемчиликтери
Изоляциялык пленканы бузуу кемчиликтери
| |
| Металлдык булгануу | Alkali Metals | MOS транзисторунун туруксуздугу
Gate оксид пленкасынын бузулушу / бузулушу
|
| Heavy Metals | PN түйүнүнүн тескери агып кетүү агымы көбөйдү
Gate оксид пленкасынын бузулушу
Азчылыктарды ташуучунун өмүр бою деградациясы
Оксиддик дүүлүктүрүү катмарынын дефектинин жаралышы
| |
| Химиялык булгануу | Органикалык материал | Gate оксид пленкасынын бузулушу
CVD тасмасынын вариациялары (инкубация убактысы)
Термикалык оксид пленкасынын калыңдыгынын өзгөрүшү (тездетилген кычкылдануу)
Тумандын пайда болушу (вафли, линза, күзгү, маска, торчо)
|
| Органикалык эмес кошулмалар (B, P) | MOS транзистор Vth сменалары
Si субстрат жана жогорку каршылык поли-кремний барак каршылык өзгөрүүлөр
| |
| Органикалык эмес негиздер (аминдер, аммиак) жана кислоталар (SOx) | Химиялык жактан күчөтүлгөн каршылыктын резолюциясынын начарлашы
Туздун пайда болушуна байланыштуу бөлүкчөлөрдүн булганышы жана туман пайда болушу
| |
| Нымдуулуктун, абанын эсебинен жергиликтүү жана химиялык оксид фильмдери | Байланыш каршылыгын жогорулатуу
Gate оксид пленкасынын бузулушу / бузулушу
| |
Тактап айтканда, вафли тазалоо процессинин максаттары төмөнкүлөрдү камтыйт:
Бөлүкчөлөрдү алып салуу: пластинка бетине бекитилген майда бөлүкчөлөрдү жок кылуу үчүн физикалык же химиялык ыкмаларды колдонуу. Кичинекей бөлүкчөлөр атайын дарылоону талап кылган, алар менен пластинка бетинин ортосундагы күчтүү электростатикалык күчтөрдөн улам алып салуу кыйыныраак.
Органикалык материалдарды алып салуу: май жана фоторезисттин калдыктары сыяктуу органикалык булгоочу заттар пластинанын бетине жабышып калышы мүмкүн. Бул булгоочу заттар, адатта, күчтүү кычкылдандыруучу агенттер же эриткичтер менен жок кылынат.
Металл иондорун жок кылуу: пластинка бетиндеги металл ионунун калдыктары электрдик көрсөткүчтөрдү начарлатып, ал тургай кийинки иштетүү кадамдарына да таасирин тийгизиши мүмкүн. Ошондуктан бул иондорду жок кылуу үчүн атайын химиялык эритмелер колдонулат.
Оксидди алып салуу: Кээ бир процесстер пластинанын бетинде кремний оксиди сыяктуу оксид катмарларынан таза болушун талап кылат. Мындай учурларда, табигый кычкыл катмарлары кээ бир тазалоо кадамдар учурунда жок кылынышы керек.
Вафлиди тазалоо технологиясынын көйгөйү булгоочу заттарды вафлидин бетине терс таасирин тийгизбестен эффективдүү тазалоодо турат, мисалы, беттин орой болушун, коррозиясын же башка физикалык зыянды болтурбоо.
2. Вафли тазалоо процессинин агымы
Вафли тазалоо процесси, адатта, булгоочу заттардын толук тазаланышын камсыз кылуу жана толук таза бетке жетишүү үчүн бир нече кадамдарды камтыйт.
Сүрөт: Пакеттик типтеги жана бир вафли менен тазалоонун ортосундагы салыштыруу
Кадимки вафли тазалоо процесси төмөнкү негизги кадамдарды камтыйт:
1. Алдын ала тазалоо (алдын ала тазалоо)
Алдын ала тазалоонун максаты пластинанын бетинен бош булгоочу заттарды жана чоң бөлүкчөлөрдү алып салуу болуп саналат, ал адатта деионизацияланган суу (DI Water) чайкоо жана ультра үн тазалоо аркылуу ишке ашат. Деионизацияланган суу адегенде пластинанын бетинен бөлүкчөлөрдү жана эриген аралашмаларды кетире алат, ал эми ультраүн тазалоо бөлүкчөлөр менен пластинанын бетинин ортосундагы байланышты үзүү үчүн кавитациялык эффекттерди колдонот, бул алардын жылышын жеңилдетет.
2. Химиялык тазалоо
Химиялык тазалоо органикалык материалдарды, металл иондорун жана вафли бетинен оксиддерди жок кылуу үчүн химиялык чечимдерди колдонуу менен, вафли тазалоо процессиндеги негизги кадамдардын бири болуп саналат.
Органикалык материалдарды алып салуу: Адатта, ацетон же аммиак/пероксид аралашмасы (SC-1) органикалык булгоочу заттарды эритүү жана кычкылдандыруу үчүн колдонулат. SC-1 эритмеси үчүн типтүү катышы NH₄OH болуп саналат
₂O₂
₂O = 1:1:5, жумушчу температурасы 20°C тегерегинде.
Металл иондорун жок кылуу: Азот кислотасы же туз кислотасы/пероксид аралашмасы (SC-2) пластинанын бетинен металл иондорун алып салуу үчүн колдонулат. SC-2 эритмеси үчүн типтүү катышы HCl болуп саналат
₂O₂
₂O = 1:1:6, температура болжол менен 80°Cде сакталат.
Оксиддерди жок кылуу: Кээ бир процесстерде вафлидин бетинен нукура оксид катмарын алып салуу талап кылынат, ал үчүн гидрофтор кислотасы (HF) эритмеси колдонулат. HF чечим үчүн типтүү катышы HF болуп саналат
₂O = 1:50 жана аны бөлмө температурасында колдонсо болот.
3. Акыркы тазалоо
Химиялык тазалоодон кийин пластиналар бетинде эч кандай химиялык калдыктар калбашы үчүн, адатта, акыркы тазалоо баскычынан өтүшөт. Акыркы тазалоо негизинен кылдат чайкоо үчүн деионизацияланган сууну колдонот. Кошумчалай кетсек, озон суу менен тазалоо (O₃/H₂O) пластинанын бетинен калган булгоочу заттарды андан ары тазалоо үчүн колдонулат.
4. Кургатуу
Тазаланган вафлилерди суу белгилерин же булгоочу заттардын кайра жабыштырбоо үчүн тез кургатуу керек. Жалпы кургатуу ыкмаларына айлануу кургатуу жана азот тазалоо кирет. Биринчиси вафлидин бетинен нымдуулукту жогорку ылдамдыкта айлануу аркылуу кетирсе, экинчиси вафлидин бетине кургак азот газын үйлөп, толук кургатууну камсыздайт.
Контаминант
Тазалоо процедурасынын аталышы
Химиялык аралашма Description
Химиялык заттар
| Бөлүктөр | Пиранья (SPM) | Күкүрт кислотасы/сутек перекиси/ДИ суу | H2SO4/H2O2/H2O 3-4:1; 90°C |
| SC-1 (APM) | Аммоний гидроксиди / суутек перекиси / DI суу | NH4OH/H2O2/H2O 1:4:20; 80°C | |
| Металлдар (жез эмес) | SC-2 (HPM) | Туз кислотасы/сутек перекиси/ДИ суу | HCl/H2O2/H2O1:1:6; 85°C |
| Пиранья (SPM) | Күкүрт кислотасы/сутек перекиси/ДИ суу | H2SO4/H2O2/H2O3-4:1; 90°C | |
| DHF | Суюлтулган фтор кислотасы/DI суу (жезди кетирбейт) | HF/H2O1:50 | |
| Органикалык | Пиранья (SPM) | Күкүрт кислотасы/сутек перекиси/ДИ суу | H2SO4/H2O2/H2O 3-4:1; 90°C |
| SC-1 (APM) | Аммоний гидроксиди / суутек перекиси / DI суу | NH4OH/H2O2/H2O 1:4:20; 80°C | |
| DIO3 | Деионизацияланган суудагы озон | O3/H2O оптималдаштырылган аралашмалар | |
| Native Oxide | DHF | Суюлтулган фтор кислотасы/ДИ суу | HF/H2O 1:100 |
| BHF | Буфердик гидрофтор кислотасы | NH4F/HF/H2O |
3. Вафлиди тазалоонун жалпы ыкмалары
1. RCA тазалоо ыкмасы
RCA тазалоо ыкмасы жарым өткөргүчтөр тармагында 40 жылдан ашуун убакыт мурун RCA Corporation тарабынан иштелип чыккан классикалык пластиналарды тазалоо ыкмаларынын бири болуп саналат. Бул ыкма биринчи кезекте органикалык булгоочу заттарды жана металл иондорунун аралашмаларын жок кылуу үчүн колдонулат жана эки кадам менен бүтүрүүгө болот: SC-1 (Стандарттык Таза 1) жана SC-2 (Стандарттык Таза 2).
SC-1 тазалоо: Бул кадам негизинен органикалык булгоочу заттарды жана бөлүкчөлөрдү жок кылуу үчүн колдонулат. Эритме аммиак, суутек перекиси жана суунун аралашмасы болуп саналат, ал вафли бетинде жука кремний кычкыл катмарын түзөт.
SC-2 Тазалоо: Бул кадам, биринчи кезекте, туз кислотасы, суутек перекиси жана суунун аралашмасын колдонуу менен металл ион булгоочу заттарды жок кылуу үчүн колдонулат. Реконтаминациянын алдын алуу үчүн пластинанын бетинде жука пассивация катмарын калтырат.
2. Пирананы тазалоо ыкмасы (Piranha Etch Clean)
Пиранха тазалоо ыкмасы, адатта, 3:1 же 4:1 катышында күкүрт кислотасы жана суутек перекиси аралашмасын колдонуу менен органикалык материалдарды жок кылуу үчүн абдан натыйжалуу ыкма болуп саналат. Бул эритменин өтө күчтүү кычкылдандыруучу касиеттеринен улам, ал көп сандагы органикалык заттарды жана өжөр булгоочу заттарды жок кыла алат. Бул ыкма вафлиге зыян келтирбөө үчүн шарттарды, өзгөчө температура жана концентрация боюнча катуу көзөмөлдү талап кылат.
УЗИ тазалоо пластинанын бетинен булгоочу заттарды алып салуу үчүн суюктуктагы жогорку жыштыктагы үн толкундары тарабынан пайда болгон кавитация эффектин колдонот. Салттуу ультраүн тазалоого салыштырмалуу, мегаүндик тазалоо пластинка бетине зыян келтирбестен суб-микрондук өлчөмдөгү бөлүкчөлөрдү натыйжалуураак алып салууга мүмкүндүк берүүчү жогорку жыштыкта иштейт.
4. Озон тазалоо
Озон тазалоо технологиясы озондун күчтүү кычкылдандыруучу касиеттерин вафли бетинен органикалык булгоочу заттарды ажыратуу жана жок кылуу үчүн колдонот, акыры аларды зыянсыз көмүр кычкыл газына жана сууга айландырат. Бул ыкма кымбат химиялык реагенттерди колдонууну талап кылбайт жана айлана-чөйрөнүн азыраак булганышын шарттайт, бул вафли тазалоо тармагында жаңы пайда болгон технологияга айлантат.
4. Вафли тазалоо процессинин жабдуулары
Вафли тазалоо процесстеринин натыйжалуулугун жана коопсуздугун камсыз кылуу үчүн жарым өткөргүч өндүрүшүндө ар кандай алдыңкы тазалоочу жабдуулар колдонулат. негизги түрлөрү кирет:
1. Нымдуу тазалоочу жабдуулар
Нымдуу тазалоочу жабдыктарга ар кандай чөмүлүүчү резервуарлар, ультраүн тазалоочу резервуарлар жана кургаткычтар кирет. Бул приборлор механикалык күчтөрдү жана химиялык реагенттерди бириктирип, пластинанын бетинен булгоочу заттарды жок кылат. Чөмүлүүчү резервуарлар, адатта, химиялык эритмелердин туруктуулугун жана натыйжалуулугун камсыз кылуу үчүн температураны көзөмөлдөө системалары менен жабдылган.
2. Кургак тазалоочу жабдуулар
Кургак тазалоочу жабдыктарга негизинен плазма тазалагычтар кирет, алар плазмадагы жогорку энергиялуу бөлүкчөлөр менен реакцияга кирип, вафлидин бетиндеги калдыктарды алып салышат. Плазма тазалоо химиялык калдыктарды киргизбестен беттин бүтүндүгүн сактоону талап кылган процесстер үчүн өзгөчө ылайыктуу.
3. Автоматташтырылган тазалоо системалары
Жарым өткөргүч өндүрүшүнүн тынымсыз кеңейиши менен, автоматташтырылган тазалоо системалары ири масштабдуу пластиналарды тазалоо үчүн артыкчылыктуу тандоо болуп калды. Бул системалар көбүнчө автоматташтырылган өткөрүп берүү механизмдерин, көп резервуарлуу тазалоо системаларын жана ар бир пластинка үчүн ырааттуу тазалоо натыйжаларын камсыз кылуу үчүн так башкаруу системаларын камтыйт.
5. Келечектеги тенденциялар
Жарым өткөргүч түзүлүштөр кичирейген сайын, пластиналарды тазалоо технологиясы эффективдүү жана экологиялык жактан таза чечимдерге карай өнүгүп жатат. Келечектеги тазалоо технологиялары төмөнкүлөргө көңүл бурат:
Суб-нанометрдик бөлүкчөлөрдү жок кылуу: Учурдагы тазалоо технологиялары нанометрдик масштабдагы бөлүкчөлөрдү иштете алат, бирок аппараттын көлөмүнүн андан ары кыскарышы менен суб-нанометрдик бөлүкчөлөрдү жок кылуу жаңы маселе болуп калат.
Жашыл жана экологиялык таза тазалоо: Айлана-чөйрөгө зыяндуу химиялык заттарды колдонууну азайтуу жана озон менен тазалоо жана мегасоникалык тазалоо сыяктуу экологиялык таза тазалоо ыкмаларын иштеп чыгуу барган сайын маанилүү болуп калат.
Автоматташтыруунун жана интеллекттин жогорку деңгээли: Интеллектуалдык системалар тазалоо процессинде реалдуу убакыт режиминде мониторинг жүргүзүүгө жана ар кандай параметрлерди жөнгө салууга, тазалоонун натыйжалуулугун жана өндүрүштүн натыйжалуулугун андан ары жогорулатууга мүмкүндүк берет.
Вафли тазалоо технологиясы, жарым өткөргүчтөрдү өндүрүүдө маанилүү кадам катары, кийинки процесстер үчүн таза пластинанын беттерин камсыз кылууда маанилүү ролду ойнойт. Тазалоонун ар кандай ыкмаларынын айкалышы булгоочу заттарды эффективдүү жок кылып, кийинки кадамдар үчүн таза субстрат бетин камсыз кылат. Технология өнүккөн сайын, тазалоо процесстери жарым өткөргүчтөрдү өндүрүүдө жогорку тактыкка жана төмөнкү кемчиликтерге болгон талаптарды канааттандыруу үчүн оптималдаштырыла берет.
Посттун убактысы: 2024-жылдын 8-октябрына чейин