Кремний жана айнек пластинкаларынын экөө тең “тазалануу” максатын бөлүшсө да, тазалоо учурунда туш болгон кыйынчылыктар жана бузулуу режимдери бир топ айырмаланат. Бул карама-каршылык кремний менен айнектин мүнөздүү материалдык касиеттеринен жана спецификациялык талаптарынан, ошондой эле алардын акыркы колдонмолору менен шартталган тазалоонун өзгөчө “философиясы” менен келип чыгат.
Биринчиден, тактап алалы: Биз эмнени тазалап жатабыз? Кандай булгоочу заттар катышат?
Булгоочу заттарды төрт категорияга бөлүүгө болот:
-
Бөлүкчөлөрдү булгоочу заттар
-
Чаң, металл бөлүкчөлөрү, органикалык бөлүкчөлөр, абразивдүү бөлүкчөлөр (CMP процессинен) ж.б.
-
Бул булгоочу заттар кыска же ачык чынжырлар сыяктуу үлгүдөгү кемчиликтерди жаратышы мүмкүн.
-
-
Органикалык булгоочу заттар
-
Фоторезисттин калдыктары, чайыр кошулмалары, адамдын терисинин майлары, эриткичтин калдыктары ж.б.
-
Органикалык булгоочу заттар жабыштырууга же ион имплантациясына тоскоол болгон маскаларды түзүшү мүмкүн жана башка жука пленкалардын адгезиясын азайтат.
-
-
Металл иондору
-
Темир, жез, натрий, калий, кальций ж.
-
Жарым өткөргүчтөрдөгү металл иондору "өлтүрүүчү" булгоочу заттар болуп саналат, алар тыюу салынган тилкеге энергиянын деңгээлин киргизет, алар агып чыгуу тогун көбөйтөт, ташуучунун иштөө мөөнөтүн кыскартат жана электрдик касиеттерге олуттуу зыян келтирет. Айнек, алар кийинки жука пленкалардын сапатына жана адгезиясына таасир этиши мүмкүн.
-
-
Жергиликтүү оксид катмары
-
Кремний пластиналары үчүн: абада табигый түрдө кремний диоксидинин жука катмары (Native Oxide) пайда болот. Бул кычкыл катмарынын калыңдыгын жана бирдейлигин көзөмөлдөө кыйын жана ал дарбаза оксиддери сыяктуу негизги структураларды жасоодо толугу менен жок кылынышы керек.
-
Айнек пластиналар үчүн: Айнек өзү кремнеземдүү тармак түзүмү, андыктан "жергиликтүү оксид катмарын алып салуу" маселеси жок. Бирок бети булгангандыктан өзгөртүлгөн болушу мүмкүн, бул катмарды алып салуу керек.
-
I. Негизги максаттар: Электрдик эффективдүүлүк менен физикалык жеткилеңдиктин ортосундагы айырма
-
Силикон вафли
-
тазалоонун негизги максаты электр аткарууну камсыз кылуу болуп саналат. Спецификациялар адатта бөлүкчөлөрдүн катуу санын жана өлчөмдөрүн камтыйт (мисалы, ≥0,1μm бөлүкчөлөр эффективдүү түрдө жок кылынышы керек), металл ионунун концентрациялары (мисалы, Fe, Cu ≤10¹⁰ атом/см² же андан төмөн болушу керек) жана органикалык калдыктын деңгээли. Ал тургай, микроскопиялык булгануу чынжыр кыска, агып агып, же дарбаза кычкылынын бүтүндүгү бузулушуна алып келиши мүмкүн.
-
-
Glass Wafers
-
субстрат катары, негизги талаптар физикалык кемчиликсиздик жана химиялык туруктуулук болуп саналат. Спецификациялар макродеңгээлдеги аспекттерге, мисалы, чийиктердин жоктугуна, алынбай турган тактарга, ошондой эле беттин оригиналдуу тегиздигин жана геометриясын сактоого багытталган. Тазалоо максаты, биринчи кезекте, визуалдык тазалыкты жана жабуу сыяктуу кийинки процесстерге жакшы жабыштыруу болуп саналат.
-
II. Материалдык табияты: кристаллдык жана аморфтук ортосундагы негизги айырма
-
Кремний
-
Кремний кристаллдык материал жана анын бетинде табигый түрдө бирдей эмес кремний диоксиди (SiO₂) оксид катмары өсөт. Бул кычкыл катмары электр иштөөсүнө коркунуч туудурат жана кылдат жана бир калыпта жок кылынышы керек.
-
-
Айнек
-
Айнек аморфтук кремнеземдик тармак болуп саналат. Анын жапырт материалы курамы боюнча кремнийдин кремний кычкыл катмарына окшош, демек, ал гидрофтор кислотасы (HF) менен тез чийилип кетиши мүмкүн жана ошондой эле күчтүү щелоч эрозиясына дуушар болот, бул беттик тегиздиктин же деформациянын көбөйүшүнө алып келет. Бул фундаменталдуу айырмачылык кремний пластинкасын тазалоо жарыкка, булгоочу заттарды жок кылуу үчүн көзөмөлдөнүүчү офортко чыдай аларын, ал эми айнек пластинкасын тазалоо негизги материалга зыян келтирбөө үчүн өтө кылдаттык менен жүргүзүлүшү керек экенин көрсөтүп турат.
-
| Тазалоочу нерсе | Silicon Wafer тазалоо | Glass Wafer тазалоо |
|---|---|---|
| Тазалоо максаты | Өзүнүн оксид катмарын камтыйт | Тазалоо ыкмасын тандаңыз: Негизги материалды коргоп жатканда булгоочу заттарды жок кылыңыз |
| Стандарттык RCA тазалоо | - SPM(H₂SO₄/H₂O₂): Органикалык/фоторезисттик калдыктарды жок кылат | Негизги тазалоо агымы: |
| - SC1(NH₄OH/H₂O₂/H₂O): Беттик бөлүкчөлөрдү жок кылат | Алсыз щелочтуу тазалоочу агент: Органикалык булгоочу заттарды жана бөлүкчөлөрдү жок кылуу үчүн активдүү беттик агенттерди камтыйт | |
| - DHF(Гидрофтор кислотасы): Табигый кычкыл катмарын жана башка булгоочу заттарды жок кылат | Күчтүү щелочтуу же орто щелочтуу тазалоочу агент: Металлдык же учуучу эмес булгоочу заттарды жок кылуу үчүн колдонулат | |
| - SC2(HCl/H₂O₂/H₂O): Металлдарды булгоочу заттарды жок кылат | бүтүндөй HF кач | |
| Негизги химиялык заттар | Күчтүү кислоталар, күчтүү щелочтор, кычкылдандыргыч эриткичтер | Алсыз щелочтуу тазалоочу каражат, атайын жумшак булганууну жок кылуу үчүн иштелип чыккан |
| Физикалык жардамдар | Деионизацияланган суу (жогорку тазалыктагы чайкоо үчүн) | УЗИ, мегаүн жуугуч |
| Кургатуу технологиясы | Megasonic, IPA буу кургатуу | Жумшак кургатуу: жай көтөрүү, IPA буу кургатуу |
III. Тазалоочу чечимдерди салыштыруу
Жогоруда айтылган максаттарга жана материалдык мүнөздөмөлөргө таянып, кремний жана айнек пластинкаларын тазалоочу эритмелер айырмаланат:
| Silicon Wafer тазалоо | Glass Wafer тазалоо | |
|---|---|---|
| Тазалоо максаты | Кылдат жок кылуу, анын ичинде пластинанын оксид катмары. | Тандап алып салуу: субстратты коргоодо булгоочу заттарды жок кылуу. |
| Типтүү процесс | Стандарттык RCA таза:•SPM(H₂SO₄/H₂O₂): оор органикалык заттарды/фоторезистти жок кылат •SC1(NH₄OH/H₂O₂/H₂O): щелочтук бөлүкчөлөрдү жок кылуу •DHF(суюлтулган HF): жергиликтүү оксид катмарын жана металлдарды жок кылат.SC2(HCl/H₂O₂/H₂O): металл иондорун жок кылат | Мүнөздүү тазалоо агымы:•Жумшак-щелочтуу тазалагычорганикалык заттарды жана бөлүкчөлөрдү жок кылуу үчүн беттик активдүү заттар менен •Кислоталуу же нейтралдуу тазалагычметалл иондорун жана башка спецификалык булгоочу заттарды жок кылуу үчүн •Процесс бою HFден качыңыз |
| Негизги химиялык заттар | Күчтүү кислоталар, күчтүү кычкылдандыргычтар, щелочтуу эритмелер | жумшак щелочтуу тазалагычтар; адистештирилген нейтралдуу же бир аз кислота тазалагычтар |
| Физикалык жардам | Megasonic (жогорку эффективдүүлүк, жумшак бөлүкчөлөрдү жок кылуу) | УЗИ, мегаүн |
| Кургатуу | Марангони кургатуу; IPA буу менен кургатуу | жай тартуу кургатуу; IPA буу менен кургатуу |
-
Glass Wafer тазалоо процесси
-
Азыркы учурда, айнек иштетүүчү ишканалардын көбү айнектин материалдык өзгөчөлүктөрүнө негизделген тазалоо процедураларын колдонушат, биринчи кезекте алсыз щелочтуу тазалоочу каражаттарга таянышат.
-
Тазалоочу агенттин мүнөздөмөлөрү:Бул адистештирилген тазалоочу каражаттар, адатта, начар щелочтуу, рН 8-9 тегерегинде. Аларда көбүнчө беттик активдүү заттар (мисалы, алкил полиоксиэтилен эфири), металл хелаттоочу агенттер (мисалы, HEDP) жана майлар жана манжа издери сыяктуу органикалык булгоочу заттарды эмульсиялоо жана ажыратуу үчүн иштелип чыккан органикалык тазалоочу каражаттар бар, ошол эле учурда айнек матрицасына минималдуу коррозияга дуушар болот.
-
Процесс агымы:Кадимки тазалоо процесси бөлмө температурасынан 60°Cге чейинки температурада ультраүн тазалоо менен бирге алсыз щелочтуу тазалоочу каражаттардын белгилүү бир концентрациясын колдонууну камтыйт. Тазалангандан кийин, вафли таза суу жана жумшак кургатуу (мисалы, жай көтөрүү же IPA буу менен кургатуу) менен бир нече чайкоо кадамдарынан өтөт. Бул процесс визуалдык тазалыкка жана жалпы тазалыкка карата айнек пластинкасынын талаптарына натыйжалуу жооп берет.
-
-
Silicon Wafer тазалоо процесси
-
Жарым өткөргүчтөрдү иштетүү үчүн кремний пластиналары, адатта, стандарттык RCA тазалоодон өткөрүлөт, бул булгоочу заттардын бардык түрлөрүн системалуу түрдө чечүүгө жөндөмдүү, жарым өткөргүч түзүлүштөр үчүн электрдик иштөө талаптарынын аткарылышын камсыз кылуучу жогорку эффективдүү тазалоо ыкмасы.
-
IV. Айнек жогорку "Тазалык" стандарттарына жооп бергенде
Айнек пластинкалары катуу бөлүкчөлөрдүн санын жана металл иондорунун деңгээлин талап кылган колдонмолордо колдонулганда (мисалы, жарым өткөргүч процесстеринде субстрат катары же эң сонун жука пленка катмары үчүн), ички тазалоо процесси мындан ары жетишсиз болушу мүмкүн. Бул учурда, жарым өткөргүчтөрдү тазалоо принциптери колдонулушу мүмкүн, өзгөртүлгөн RCA тазалоо стратегиясын киргизүү.
Бул стратегиянын өзөгү айнектин сезимтал табиятын канааттандыруу үчүн RCA процессинин стандарттык параметрлерин суюлтуу жана оптималдаштыруу болуп саналат:
-
Органикалык булгоочу заттарды жок кылуу:SPM эритмелери же жумшак озон суусу күчтүү кычкылдануу аркылуу органикалык булгоочу заттарды ажыратуу үчүн колдонулушу мүмкүн.
-
Бөлүкчөлөрдү жок кылуу:Жогорку суюлтулган SC1 эритмеси айнектин коррозиясын азайтып, бөлүкчөлөрдү жок кылуу үчүн анын электростатикалык түртүү жана микро-чийме эффекттерин пайдалануу үчүн төмөнкү температурада жана дарылоонун кыска мөөнөтүндө колдонулат.
-
Металл иондорун жок кылуу:Суюлтулган SC2 эритмеси же жөнөкөй суюлтулган туз кислотасынын/суюлтулган азот кислотасынын эритмелери металлды булгоочу заттарды хелациялоо аркылуу тазалоо үчүн колдонулат.
-
Катуу тыюу салуулар:Айнек субстраттын коррозиясын болтурбоо үчүн DHF (ди-аммоний фториди) таптакыр оолак болуу керек.
Бүтүндөй модификацияланган процессте мегаүндик технологияны айкалыштыруу нано-өлчөмдүү бөлүкчөлөрдү жок кылуунун натыйжалуулугун олуттуу жогорулатат жана бетинде жумшак болот.
Корутунду
Кремний жана айнек пластинкаларын тазалоо процесстери алардын акыркы колдонуу талаптарына, материалдык касиеттерине жана физикалык жана химиялык мүнөздөмөлөрүнө негизделген тескери инженериянын сөзсүз натыйжасы болуп саналат. Кремний пластинкасын тазалоо электрдик көрсөткүчтөр үчүн "атомдук деңгээлдеги тазалыкты" издейт, ал эми айнек пластинасын тазалоо "кемчиликсиз, бузулбаган" физикалык беттерге жетишүүгө багытталган. Айнек пластинкалары жарым өткөргүчтүү тиркемелерде көбүрөөк колдонулуп жаткандыктан, аларды тазалоо процесстери сөзсүз түрдө салттуу начар щелочтук тазалоонун чегинен чыгып, тазалыктын жогорку стандарттарына жооп берүү үчүн өзгөртүлгөн RCA процесси сыяктуу тазаланган, ыңгайлаштырылган чечимдерди иштеп чыгат.
Посттун убактысы: 29-окт.2025