Дымлы чистарту (дымлы чистарту) - ярымүткәргечләр җитештерү процессларында мөһим адымнарның берсе, ул пластина өслегеннән төрле пычраткычларны бетерүгә юнәлтелгән, шуның белән киләсе процесс адымнарын чиста өслектә башкарып була.
Ярымүткәргеч җайланмаларның зурлыгы кечерәя барган саен һәм төгәллек таләпләре арткан саен, пластиналарны чистарту процессларының техник таләпләре катгыйлана бара. Пластиналар өслегендәге иң кечкенә кисәкчәләр, органик материаллар, металл ионнары яки оксид калдыклары да җайланма эшчәнлегенә сизелерлек йогынты ясый ала, шуның белән ярымүткәргеч җайланмаларның нәтиҗәлелегенә һәм ышанычлылыгына тәэсир итә.
Вафли чистартуның төп принциплары
Пластинаны чистартуның төп максаты - пластина өслегеннән төрле пычраткыч матдәләрне физик, химик һәм башка ысуллар ярдәмендә нәтиҗәле рәвештә чыгару, шуның белән пластинаның аннан соң эшкәртү өчен яраклы чиста өслек булуын тәэмин итү.
Пычрану төре
Җайланма үзенчәлекләренә төп йогынты
| мәкалә пычрануы | Үрнәк кимчелекләре
Ион имплантациясе кимчелекләре
Изоляция пленкасының җимерелү кимчелекләре
| |
| Металл пычрануы | Селте металлары | MOS транзисторының тотрыксызлыгы
Капка оксиды пленкасының җимерелүе/деградациясе
|
| Авыр металлар | PN тоташуының кире агып чыгу тогы артты
Капка оксиды пленкасының җимерелү кимчелекләре
Азчылык йөртүчеләренең гомерлек деградациясе
Оксид кузгату катламы дефекты барлыкка килү
| |
| Химик пычрану | Органик материал | Капка оксиды пленкасының җимерелү кимчелекләре
CVD пленкасының вариантлары (инкубация вакыты)
Термик оксид пленкасы калынлыгы үзгәрешләре (тизләтелгән оксидлашу)
Томан барлыкка килү (пластина, линза, көзге, битлек, челтәр)
|
| Органик булмаган матдәләр (B, P) | MOS транзисторының V нче сменасы
Si субстраты һәм югары каршылыклы поликремний катламнарының каршылык үзгәрешләре
| |
| Органик булмаган нигезләр (аминнар, аммиак) һәм кислоталар (SOx) | Химик көчәйтелгән резистларның чишелешен бозу
Тоз барлыкка килү аркасында кисәкчәләр белән пычрану һәм томан барлыкка килү
| |
| Дым, һава аркасында табигый һәм химик оксид пленкалары | Контакт каршылыгы артты
Капка оксиды пленкасының җимерелүе/деградациясе
| |
Аерым алганда, пластиналарны чистарту процессының максатлары түбәндәгеләрне үз эченә ала:
Кисәкчәләрне бетерү: Вафли өслегенә беркетелгән кечкенә кисәкчәләрне бетерү өчен физик яки химик ысуллар куллану. Кечкенә кисәкчәләрне бетерү авыррак, чөнки алар һәм лавлина өслеге арасындагы көчле электростатик көчләр махсус эшкәртүне таләп итә.
Органик матдәләрне чыгару: Май һәм фоторезист калдыклары кебек органик пычраткычлар пластина өслегенә ябышып калырга мөмкин. Бу пычраткычлар гадәттә көчле оксидлаштыручы матдәләр яки эреткечләр ярдәмендә бетерелә.
Металл ионнарын бетерү: Пластинка өслегендәге металл ионнары калдыклары электр эшчәнлеген начарайта һәм хәтта аннан соңгы эшкәртү адымнарына тәэсир итә ала. Шуңа күрә бу ионнарны бетерү өчен махсус химик эретмәләр кулланыла.
Оксидны бетерү: Кайбер процесслар пластина өслегенең оксид катламнарыннан, мәсәлән, кремний оксидыннан азат булуын таләп итә. Мондый очракларда, кайбер чистарту этапларында табигый оксид катламнарын бетерергә кирәк.
Пластинаны чистарту технологиясенең проблемасы - пластина өслегенә тискәре йогынты ясамыйча, мәсәлән, өслекнең тупаслануын, коррозияне яки башка физик зыянны булдырмыйча, пычраткыч матдәләрне нәтиҗәле бетерү.
2. Вафли чистарту процессы агымы
Пластинаны чистарту процессы, гадәттә, пычраткыч матдәләрне тулысынча бетерү һәм тулысынча чиста өслеккә ирешү өчен берничә адымнан тора.
Рәсем: Партияле һәм бер катлы пластиналы чистартуны чагыштыру
Пластинаны чистартуның гадәти процессы түбәндәге төп адымнарны үз эченә ала:
1. Алдан чистарту (Алдан чистарту)
Алдан чистартуның максаты - пластина өслегеннән вак пычраткыч матдәләрне һәм зур кисәкчәләрне бетерү, гадәттә бу деионизацияләнгән су (DI Water) белән чайкау һәм ультратавыш белән чистарту аша башкарыла. Деионизацияләнгән су башта пластина өслегеннән кисәкчәләрне һәм эрегән катнашмаларны бетерә ала, ә ультратавыш чистарту кавитация эффектларын кулланып, кисәкчәләр һәм пластина өслеге арасындагы бәйләнешне өзә, аларны җиңелрәк чыгарып җибәрә.
2. Химик чистарту
Химик чистарту - пластинаны чистарту процессының төп адымнарының берсе, пластина өслегеннән органик материалларны, металл ионнарын һәм оксидларны чыгару өчен химик эретмәләр кулланыла.
Органик матдәләрне чыгару: Гадәттә, органик пычраткычларны эретү һәм окислау өчен ацетон яки аммиак/пероксид катнашмасы (SC-1) кулланыла. SC-1 эремәсе өчен типик нисбәт - NH₄OH.
₂O₂
₂O = 1:1:5, эш температурасы якынча 20°C булганда.
Металл ионнарын чыгару: Азот кислотасы яки тоз кислотасы/пероксид катнашмалары (SC-2) пластина өслегеннән металл ионнарын чыгару өчен кулланыла. SC-2 эремәсе өчен типик нисбәт HCl.
₂O₂
₂O = 1:1:6, температура якынча 80°C дәрәҗәдә саклана.
Оксидны бетерү: Кайбер процессларда пластина өслегеннән төп оксид катламын бетерү кирәк, моның өчен фторлы водород кислотасы (HF) эремәсе кулланыла. HF эремәсе өчен типик нисбәт - HF.
₂O = 1:50, һәм аны бүлмә температурасында кулланырга мөмкин.
3. Соңгы чистарту
Химик чистартудан соң, гадәттә, пластиналар өслектә химик калдыклар калмасын өчен соңгы чистарту этабын үтәләр. Соңгы чистарту, нигездә, җентекләп чайкау өчен деионизацияләнгән су кулланалар. Моннан тыш, пластина өслегеннән калган пычраткыч матдәләрне бетерү өчен озон суы (O₃/H₂O) кулланыла.
4. Киптерү
Чистартылган пластиналарны су эзләре яки пычраткыч матдәләрнең кабат беркетелүен булдырмас өчен тиз киптерергә кирәк. Киптерүнең киң таралган ысулларына спиннинг һәм азот белән чистарту керә. Беренчесе югары тизлектә әйләндереп, пластина өслегеннән дымны бетерә, ә икенчесе коры азот газын пластина өслегенә өреп, тулысынча киптерүне тәэмин итә.
Пычратучы матдә
Чистарту процедурасының исеме
Химик катнашма тасвирламасы
Химик матдәләр
| Кисәкчәләр | Пиранья (SPM) | Күкерт кислотасы/водород пероксиды/DI суы | H2SO4/H2O2/H2O 3-4:1; 90°C |
| SC-1 (APM) | Аммоний гидроксиды/водород пероксиды/DI суы | NH4OH/H2O2/H2O 1:4:20; 80°C | |
| Металлар (бакыр түгел) | SC-2 (HPM) | Хлорид кислотасы/водород пероксиды/DI суы | HCl/H2O2/H2O1:1:6; 85°C |
| Пиранья (SPM) | Күкерт кислотасы/водород пероксиды/DI суы | H2SO4/H2O2/H2O3-4:1; 90°C | |
| DHF | Фторлы гидроген кислотасын/ди суын сыеклагыз (бакырны бетермәячәк) | HF/H2O1:50 | |
| Органик | Пиранья (SPM) | Күкерт кислотасы/водород пероксиды/DI суы | H2SO4/H2O2/H2O 3-4:1; 90°C |
| SC-1 (APM) | Аммоний гидроксиды/водород пероксиды/DI суы | NH4OH/H2O2/H2O 1:4:20; 80°C | |
| DIO3 | Ионсызландырылган судагы озон | O3/H2O оптимальләштерелгән катнашмалар | |
| Туган оксид | DHF | Фторлы гидроген кислотасы/ДИ суын сыеклагыз | HF/H2O 1:100 |
| BHF | Буферланган фторлы гидроген кислотасы | NH4F/HF/H2O |
3. Вафли чистартуның гадәти ысуллары
1. RCA чистарту ысулы
RCA чистарту ысулы - ярымүткәргечләр сәнәгатендә иң классик пластина чистарту ысулларының берсе, ул 40 елдан артык элек RCA корпорациясе тарафыннан эшләнгән. Бу ысул, нигездә, органик пычраткычларны һәм металл ионнары катнашмаларын бетерү өчен кулланыла һәм ике этапта башкарылырга мөмкин: SC-1 (Стандарт чистарту 1) һәм SC-2 (Стандарт чистарту 2).
SC-1 чистарту: Бу адым, нигездә, органик пычраткычларны һәм кисәкчәләрне бетерү өчен кулланыла. Эремә аммиак, водород пероксиды һәм су катнашмасы булып тора, ул пластина өслегендә юка кремний оксиды катламы барлыкка китерә.
SC-2 чистарту: Бу адым, нигездә, металл ионнары пычрануларын бетерү өчен кулланыла, тоз кислотасы, водород пероксиды һәм су катнашмасы кулланыла. Ул кабат пычрануны булдырмас өчен пластина өслегендә юка пассивация катламы калдыра.
2. Пиранья чистарту ысулы (Пираньяны чистарту)
Пиранья чистарту ысулы - органик материалларны бетерү өчен бик нәтиҗәле ысул, гадәттә 3:1 яки 4:1 нисбәтендә, күкерт кислотасы һәм водород пероксиды катнашмасын куллана. Бу эремәнең бик көчле оксидлашу үзлекләре аркасында ул күп күләмдә органик матдәләрне һәм каты пычраткыч матдәләрне бетерә ала. Бу ысул пластинага зыян китермәс өчен шартларны, бигрәк тә температура һәм концентрация ягыннан катгый контрольдә тотуны таләп итә.
Ультратавыш чистарту сыеклыктагы югары ешлыклы тавыш дулкыннары тудырган кавитация эффектын кулланып, пластина өслегеннән пычраткыч матдәләрне бетерә. Традицион ультратавыш чистарту белән чагыштырганда, мегатовик чистарту югарырак ешлыкта эшли, бу пластина өслегенә зыян китермичә, микроннан кечерәк кисәкчәләрне нәтиҗәлерәк бетерергә мөмкинлек бирә.
4. Озон чистарту
Озон чистарту технологиясе озонның көчле оксидлаштыру үзлекләрен кулланып, пластина өслегеннән органик пычраткычларны таркату һәм бетерү, нәтиҗәдә аларны зарарсыз углекислый газ һәм суга әйләндерү өчен кулланыла. Бу ысул кыйммәтле химик реагентлар куллануны таләп итми һәм әйләнә-тирә мохитне азрак пычрата, бу аны пластина чистарту өлкәсендә яңа технологиягә әйләндерә.
4. Вафли чистарту процессы җиһазлары
Пластинаны чистарту процессларының нәтиҗәлелеген һәм куркынычсызлыгын тәэмин итү өчен, ярымүткәргечләр җитештерүдә төрле алдынгы чистарту җиһазлары кулланыла. Төп төрләре түбәндәгеләрне үз эченә ала:
1. Дымлы чистарту җиһазлары
Дымлы чистарту җиһазларына төрле батыру баклары, ультратавышлы чистарту баклары һәм киптергечләр керә. Бу җайланмалар механик көчләрне һәм химик реагентларны берләштереп, пластина өслегеннән пычраткыч матдәләрне бетерә. Чумдыру баклары, гадәттә, химик эремәләрнең тотрыклылыгын һәм нәтиҗәлелеген тәэмин итү өчен температураны контрольдә тоту системалары белән җиһазландырылган.
2. Химик чистарту җиһазлары
Коры чистарту җиһазларына, нигездә, плазма чистарту җайланмалары керә, алар плазмадагы югары энергияле кисәкчәләрне кулланып, пластина өслегеннән калдыкларны бетерә һәм алар белән реакциягә керә. Плазма чистарту, бигрәк тә, химик калдыклар кертмичә, өслекнең бөтенлеген саклауны таләп итә торган процесслар өчен яраклы.
3. Автоматик чистарту системалары
Ярымүткәргечләр җитештерүнең өзлексез киңәюе белән, автоматлаштырылган чистарту системалары зур күләмле пластиналарны чистарту өчен өстенлекле сайлауга әйләнде. Бу системалар еш кына автоматлаштырылган күчерү механизмнарын, күп баклы чистарту системаларын һәм һәр пластина өчен даими чистарту нәтиҗәләрен тәэмин итү өчен төгәл контроль системаларын үз эченә ала.
5. Киләчәк тенденцияләре
Ярымүткәргеч җайланмалар кечерәя барган саен, пластиналарны чистарту технологиясе нәтиҗәлерәк һәм экологик яктан чистарак чишелешләргә таба үзгәрә. Киләчәктә чистарту технологияләре түбәндәгеләргә юнәлтеләчәк:
Нанометрдан түбән кисәкчәләрне юк итү: Гамәлдәге чистарту технологияләре нанометр масштабындагы кисәкчәләрне эшкәртә ала, ләкин җайланма зурлыгы тагын да кимү белән, нанометрдан түбән кисәкчәләрне юк итү яңа проблемага әйләнәчәк.
Яшел һәм экологик яктан чиста чистарту: Әйләнә-тирә мохиткә зыянлы химик матдәләр куллануны киметү һәм озон чистарту һәм мегатовыш чистарту кебек экологик яктан чистарак чистарту ысулларын эшләү барган саен мөһимрәк булачак.
Автоматизация һәм интеллектның югарырак дәрәҗәләре: Акыллы системалар чистарту процессында төрле параметрларны реаль вакыт режимында күзәтергә һәм көйләргә мөмкинлек бирәчәк, чистарту нәтиҗәлелеген һәм җитештерү нәтиҗәлелеген тагын да яхшыртачак.
Пластинаны чистарту технологиясе, ярымүткәргечләр җитештерүдә мөһим адым буларак, киләсе процесслар өчен пластина өслекләренең чисталыгын тәэмин итүдә мөһим роль уйный. Төрле чистарту ысулларының берләшмәсе пычраткычларны нәтиҗәле рәвештә бетерә, киләсе адымнар өчен чиста субстрат өслеге бирә. Технология алга киткән саен, чистарту процесслары ярымүткәргечләр җитештерүдә югарырак төгәллек һәм түбән кимчелекләр күрсәткечләре таләпләрен канәгатьләндерү өчен оптимальләштереләчәк.
Бастырылган вакыты: 2024 елның 8 октябре