Нымдуу тазалоо (Нымдуу тазалоо) жарым өткөргүчтөрдү өндүрүү процесстериндеги маанилүү кадамдардын бири болуп саналат, ал кийинки процесстик кадамдарды таза бетте аткарууну камсыз кылуу үчүн пластинанын бетинен ар кандай булгоочу заттарды алып салууга багытталган.
Жарым өткөргүч түзүлүштөрдүн өлчөмү кичирейип, тактык талаптары жогорулаган сайын, пластиналарды тазалоо процесстеринин техникалык талаптары барган сайын катаалдашып баратат. Пластинанын бетиндеги эң кичинекей бөлүкчөлөр, органикалык материалдар, металл иондору же кычкыл калдыктары да түзүлүштүн иштешине олуттуу таасир этип, жарым өткөргүч түзүлүштөрдүн өндүрүмдүүлүгүнө жана ишенимдүүлүгүнө таасир этиши мүмкүн.
Вафли тазалоонун негизги принциптери
Вафли тазалоонун өзөгү пластинанын бетинен ар кандай булгоочу заттарды физикалык, химиялык жана башка ыкмалар менен натыйжалуу алып салууда жатат, бул пластинанын кийинки иштетүүгө ылайыктуу таза бетке ээ болушун камсыз кылат.
Булгануунун түрү
Түзмөктүн мүнөздөмөлөрүнө негизги таасирлер
| макаланын булганышы | Үлгү кемчиликтери
Ион имплантациясынын кемчиликтери
Изоляциялык пленканын бузулушунун кемчиликтери
| |
| Металлдын булганышы | Щелочтуу металлдар | MOS транзисторунун туруксуздугу
Дарбаза кычкылынын пленкасынын бузулушу/деградациясы
|
| Оор металлдар | PN өткөөлүнүн тескери агып кетүү тогунун жогорулашы
Дарбаза оксидинин пленкасынын бузулуу кемчиликтери
Азчылык алып жүрүүчүлөрдүн өмүр бою деградациясы
Оксиддик козгоочу катмардын кемчилигинин пайда болушу
| |
| Химиялык булгануу | Органикалык материал | Дарбаза оксидинин пленкасынын бузулуу кемчиликтери
Жүрөк-кан тамыр ооруларынын пленкаларынын вариациялары (инкубация убактысы)
Термикалык кычкыл пленкасынын калыңдыгынын өзгөрүүлөрү (тездетилген кычкылдануу)
Туман пайда болушу (пластина, линза, күзгү, маска, торчо)
|
| Органикалык эмес кошулмалар (B, P) | MOS транзистору V-чи жылыштар
Si субстраты жана жогорку каршылыктуу поликремний барактарынын каршылык өзгөрүүлөрү
| |
| Органикалык эмес негиздер (аминдер, аммиак) жана кислоталар (SOx) | Химиялык жол менен күчөтүлгөн резисттердин чечилишинин начарлашы
Туздун пайда болушунан улам бөлүкчөлөрдүн булганышы жана туман пайда болушу
| |
| Нымдуулуктан, абадан улам пайда болгон табигый жана химиялык кычкыл пленкалар | Байланышка туруктуулуктун жогорулашы
Дарбаза кычкылынын пленкасынын бузулушу/деградациясы
| |
Тактап айтканда, пластинаны тазалоо процессинин максаттары төмөнкүлөрдү камтыйт:
Бөлүкчөлөрдү алып салуу: Вафли бетине жабышкан майда бөлүкчөлөрдү алып салуу үчүн физикалык же химиялык ыкмаларды колдонуу. Кичинекей бөлүкчөлөрдү алып салуу кыйыныраак, анткени алар менен вафли бетинин ортосундагы күчтүү электростатикалык күчтөр атайын дарылоону талап кылат.
Органикалык заттарды алып салуу: Май жана фоторезист калдыктары сыяктуу органикалык булгоочу заттар пластинанын бетине жабышып калышы мүмкүн. Бул булгоочу заттар, адатта, күчтүү кычкылдандыруучу агенттер же эриткичтер менен алынып салынат.
Металл иондорун алып салуу: Пластинанын бетиндеги металл иондорунун калдыктары электрдик көрсөткүчтөрдү начарлатып, ал тургай кийинки иштетүү кадамдарына таасир этиши мүмкүн. Ошондуктан, бул иондорду алып салуу үчүн атайын химиялык эритмелер колдонулат.
Оксидди кетирүү: Айрым процесстер пластинанын бетин кремний кычкылы сыяктуу кычкыл катмарларынан тазалоону талап кылат. Мындай учурларда, тазалоонун белгилүү бир кадамдарында табигый кычкыл катмарларын алып салуу керек.
Вафли тазалоо технологиясынын кыйынчылыгы пластинанын бетине терс таасирин тийгизбестен, мисалы, беттин оройлугунун, коррозиянын же башка физикалык бузулуулардын алдын албастан, булгоочу заттарды натыйжалуу жок кылууда жатат.
2. Вафли тазалоо процессинин агымы
Вафли тазалоо процесси, адатта, булгоочу заттарды толугу менен жок кылуу жана толугу менен таза бетке жетүү үчүн бир нече кадамдарды камтыйт.
Сүрөт: Партиялык жана бир пластиналуу тазалоону салыштыруу
Вафли тазалоонун типтүү процесси төмөнкү негизги кадамдарды камтыйт:
1. Алдын ала тазалоо (Алдын ала тазалоо)
Алдын ала тазалоонун максаты - пластинанын бетинен бош булгоочу заттарды жана ири бөлүкчөлөрдү кетирүү, бул адатта деиондоштурулган суу (DI Water) менен чайкоо жана ультраүн менен тазалоо аркылуу ишке ашат. Деиондоштурулган суу башында пластинанын бетинен бөлүкчөлөрдү жана эриген кошулмаларды кетире алат, ал эми ультраүн менен тазалоо бөлүкчөлөр менен пластинанын бетинин ортосундагы байланышты үзүү үчүн кавитация эффекттерин колдонот, бул аларды оңой чыгарып салууга мүмкүндүк берет.
2. Химиялык тазалоо
Химиялык тазалоо - пластинаны тазалоо процессиндеги негизги кадамдардын бири, анда пластинанын бетинен органикалык материалдарды, металл иондорун жана оксиддерди кетирүү үчүн химиялык эритмелер колдонулат.
Органикалык заттарды алып салуу: Адатта, органикалык булгоочу заттарды эритүү жана кычкылдандыруу үчүн ацетон же аммиак/пероксид аралашмасы (SC-1) колдонулат. SC-1 эритмесинин типтүү катышы NH₄OH.
₂O₂
₂O = 1:1:5, иштөө температурасы болжол менен 20°C.
Металл иондорун алып салуу: Вафли бетинен металл иондорун алып салуу үчүн азот кислотасы же туз кислотасы/пероксид аралашмалары (SC-2) колдонулат. SC-2 эритмесинин типтүү катышы HCl.
₂O₂
₂O = 1:1:6, температура болжол менен 80°C деңгээлде кармалат.
Оксиддерди алып салуу: Айрым процесстерде пластинанын бетинен табигый оксид катмарын алып салуу талап кылынат, бул үчүн фторлуу суутек кислотасынын (HF) эритмеси колдонулат. HF эритмесинин типтүү катышы HF болуп саналат.
₂O = 1:50, жана аны бөлмө температурасында колдонсо болот.
3. Акыркы тазалоо
Химиялык тазалоодон кийин, пластиналар, адатта, бетинде химиялык калдыктар калбашы үчүн акыркы тазалоо этабынан өтөт. Акыркы тазалоодо негизинен деиондоштурулган суу колдонулат. Мындан тышкары, пластинанын бетинен калган булгоочу заттарды андан ары тазалоо үчүн озон суусу (O₃/H₂O) колдонулат.
4. Кургатуу
Тазаланган пластиналарды суу издеринин же булгоочу заттардын кайра жабышып калышынын алдын алуу үчүн тез кургатуу керек. Кургатуунун кеңири таралган ыкмаларына спинингдик кургатуу жана азот менен тазалоо кирет. Биринчиси пластинанын бетинен нымдуулукту жогорку ылдамдыкта ийрүү менен кетирет, ал эми экинчиси пластинанын бетине кургак азот газын үйлөп толук кургатууну камсыз кылат.
Булгоочу зат
Тазалоо процедурасынын аталышы
Химиялык аралашманын сүрөттөлүшү
Химиялык заттар
| Бөлүкчөлөр | Пиранья (SPM) | Күкүрт кислотасы/суутек перекиси/DI суусу | H2SO4/H2O2/H2O 3-4:1; 90°C |
| SC-1 (APM) | Аммоний гидроксиди/суутек перекиси/DI суусу | NH4OH/H2O2/H2O 1:4:20; 80°C | |
| Металлдар (жез эмес) | SC-2 (HPM) | Туз кислотасы/суутек перекиси/DI суусу | HCl/H2O2/H2O1:1:6; 85°C |
| Пиранья (SPM) | Күкүрт кислотасы/суутек перекиси/DI суусу | H2SO4/H2O2/H2O3-4:1; 90°C | |
| DHF | Суюлтулган фторлуу суутек кислотасы/DI суусу (жезди кетирбейт) | HF/H2O1:50 | |
| Органикалык | Пиранья (SPM) | Күкүрт кислотасы/суутек перекиси/DI суусу | H2SO4/H2O2/H2O 3-4:1; 90°C |
| SC-1 (APM) | Аммоний гидроксиди/суутек перекиси/DI суусу | NH4OH/H2O2/H2O 1:4:20; 80°C | |
| DIO3 | Ионсуздандырылган суудагы озон | O3/H2O оптималдаштырылган аралашмалар | |
| Жергиликтүү кычкыл | DHF | Суюлтулган фторлуу суутек кислотасы/DI суусу | HF/H2O 1:100 |
| BHF | Буферленген фторлуу суутек кислотасы | NH4F/HF/H2O |
3. Вафли тазалоонун кеңири таралган ыкмалары
1. RCA тазалоо ыкмасы
RCA тазалоо ыкмасы жарым өткөргүчтөр тармагындагы эң классикалык пластина тазалоо ыкмаларынын бири болуп саналат, ал RCA корпорациясы тарабынан 40 жылдан ашык убакыт мурун иштелип чыккан. Бул ыкма негизинен органикалык булгоочу заттарды жана металл иондорунун кошулмаларын тазалоо үчүн колдонулат жана эки этапта аткарылышы мүмкүн: SC-1 (Стандарттык тазалоо 1) жана SC-2 (Стандарттык тазалоо 2).
SC-1 тазалоо: Бул кадам негизинен органикалык булгоочу заттарды жана бөлүкчөлөрдү кетирүү үчүн колдонулат. Эритме аммиак, суутек перекиси жана суунун аралашмасынан турат, ал пластинанын бетинде жука кремний кычкылы катмарын түзөт.
SC-2 тазалоо: Бул кадам негизинен металл иондорунун булганычтарын кетирүү үчүн колдонулат, туз кислотасынын, суутек перекисинин жана суунун аралашмасын колдонот. Ал кайрадан булгануунун алдын алуу үчүн пластинанын бетинде жука пассивдештирүүчү катмар калтырат.
2. Пираньяны тазалоо ыкмасы (Пираньяны тазалоо)
Пираньяны тазалоо ыкмасы органикалык материалдарды кетирүүнүн абдан натыйжалуу ыкмасы болуп саналат, ал күкүрт кислотасы менен суутек перекисинин аралашмасын, адатта 3:1 же 4:1 катышында колдонот. Бул эритменин өтө күчтүү кычкылдандыруучу касиеттеринен улам, ал көп өлчөмдөгү органикалык заттарды жана өжөр булгоочу заттарды кетире алат. Бул ыкма пластинага зыян келтирбөө үчүн шарттарды, айрыкча температура жана концентрация жагынан катуу көзөмөлдөөнү талап кылат.
УЗИ тазалоо суюктуктагы жогорку жыштыктагы үн толкундары пайда кылган кавитация эффектин колдонуп, пластинанын бетинен булгоочу заттарды кетирет. Салттуу ультраүн тазалоого салыштырмалуу, мегаүн тазалоо жогорку жыштыкта иштейт, бул пластинанын бетине зыян келтирбестен, микрондон кичине өлчөмдөгү бөлүкчөлөрдү натыйжалуураак кетирүүгө мүмкүндүк берет.
4. Озонду тазалоо
Озонду тазалоо технологиясы пластинанын бетинен органикалык булгоочу заттарды ажыратуу жана алып салуу үчүн озондун күчтүү кычкылдандыруучу касиеттерин колдонот, акырында аларды зыянсыз көмүр кычкыл газына жана сууга айландырат. Бул ыкма кымбат баалуу химиялык реагенттерди колдонууну талап кылбайт жана айлана-чөйрөнүн булганышын азайтат, бул аны пластинаны тазалоо жаатында жаңыдан пайда болуп жаткан технологияга айлантат.
4. Вафли тазалоо процессинин жабдуулары
Пластинаны тазалоо процесстеринин натыйжалуулугун жана коопсуздугун камсыз кылуу үчүн жарым өткөргүчтөрдү өндүрүүдө ар кандай алдыңкы тазалоочу жабдуулар колдонулат. Негизги түрлөрү төмөнкүлөрдү камтыйт:
1. Нымдуу тазалоочу жабдуулар
Нымдуу тазалоочу жабдууларга ар кандай иммерсиялык бактар, ультраүн тазалоочу бактар жана сыдырма кургаткычтар кирет. Бул түзүлүштөр пластинанын бетинен булгоочу заттарды кетирүү үчүн механикалык күчтөрдү жана химиялык реагенттерди айкалыштырат. Иммерсиялык бактар, адатта, химиялык эритмелердин туруктуулугун жана натыйжалуулугун камсыз кылуу үчүн температураны көзөмөлдөө системалары менен жабдылган.
2. Химиялык тазалоочу жабдуулар
Кургак тазалоочу жабдуулар негизинен плазмалык тазалагычтарды камтыйт, алар плазмадагы жогорку энергиялуу бөлүкчөлөрдү колдонуп, пластинанын бетинен калдыктарды кетиришет. Плазмалык тазалоо, айрыкча, химиялык калдыктарды киргизбестен, беттин бүтүндүгүн сактоону талап кылган процесстер үчүн ылайыктуу.
3. Автоматташтырылган тазалоо системалары
Жарым өткөргүчтөрдүн өндүрүшүнүн тынымсыз кеңейиши менен, автоматташтырылган тазалоо системалары ири масштабдуу пластиналарды тазалоо үчүн артыкчылыктуу тандоо болуп калды. Бул системалар көбүнчө ар бир пластина үчүн ырааттуу тазалоо натыйжаларын камсыз кылуу үчүн автоматташтырылган которуу механизмдерин, көп бактуу тазалоо системаларын жана так башкаруу системаларын камтыйт.
5. Келечектеги тенденциялар
Жарым өткөргүч түзүлүштөр кичирейе бергендиктен, пластиналарды тазалоо технологиясы натыйжалуураак жана экологиялык жактан таза чечимдерге карай өнүгүп жатат. Келечектеги тазалоо технологиялары төмөнкүлөргө багытталат:
Нанометрден төмөн бөлүкчөлөрдү алып салуу: Учурдагы тазалоо технологиялары нанометрдик масштабдагы бөлүкчөлөрдү иштете алат, бирок түзмөктүн өлчөмүнүн андан ары кичирейиши менен нанометрден төмөн бөлүкчөлөрдү алып салуу жаңы кыйынчылыкка айланат.
Жашыл жана экологиялык жактан таза тазалоо: Айлана-чөйрөгө зыяндуу химиялык заттарды колдонууну азайтуу жана озон менен тазалоо жана мегаүн менен тазалоо сыяктуу экологиялык жактан таза тазалоо ыкмаларын иштеп чыгуу барган сайын маанилүү болуп калат.
Автоматташтыруунун жана интеллекттин жогорку деңгээлдери: Интеллектуалдык системалар тазалоо процессинде ар кандай параметрлерди реалдуу убакыт режиминде көзөмөлдөөгө жана тууралоого мүмкүндүк берет, бул тазалоонун натыйжалуулугун жана өндүрүштүн натыйжалуулугун андан ары жогорулатат.
Пластинаны тазалоо технологиясы, жарым өткөргүчтөрдү өндүрүүдөгү маанилүү кадам катары, кийинки процесстер үчүн пластина беттеринин тазалыгын камсыз кылууда маанилүү ролду ойнойт. Ар кандай тазалоо ыкмаларынын айкалышы булгоочу заттарды натыйжалуу жок кылат, кийинки кадамдар үчүн таза субстрат бетин камсыз кылат. Технология өнүккөн сайын, жарым өткөргүчтөрдү өндүрүүдө жогорку тактык жана төмөнкү кемчиликтердин деңгээлине болгон талаптарды канааттандыруу үчүн тазалоо процесстери оптималдаштырыла берет.
Жарыяланган убактысы: 2024-жылдын 8-октябры