Ярымүткәргечләр җитештерүдә пластиналарны чистарту технологиясе

Ярымүткәргечләр җитештерүдә пластиналарны чистарту технологиясе

Пластинаны чистарту - ярымүткәргеч җитештерү процессының бөтен процессында мөһим адым һәм җайланманың эшләвенә һәм җитештерү күләменә турыдан-туры йогынты ясаучы төп факторларның берсе. Чип җитештерү вакытында хәтта иң кечкенә пычрану да җайланманың үзенчәлекләрен начарайтырга яки тулысынча ватылуга китерергә мөмкин. Нәтиҗәдә, өслек пычраткычларын бетерү һәм пластинаның чисталыгын тәэмин итү өчен һәр җитештерү этабы алдыннан һәм аннан соң чистарту процесслары кулланыла. Чистарту шулай ук ​​ярымүткәргеч җитештерүдә иң еш очрый торган операция булып тора, ул якынчаБарлык процесс адымнарының 30% ы.

Бик зур масштаблы интеграциянең (VLSI) өзлексез масштаблануы белән, процесс төеннәре алга китте28 нм, 14 нм һәм аннан да күбрәк, җайланма тыгызлыгының артуына, сызык киңлегенең тараюына һәм процесс агымнарының катлаулануына китерә. Алга киткән төеннәр пычрануга сизелерлек сизгеррәк, ә функцияләрнең кечерәк үлчәмнәре чистартуны катлауландыра. Нәтиҗәдә, чистарту адымнары саны арта бара, һәм чистарту катлаулырак, мөһимрәк һәм кыенрак була бара. Мәсәлән, 90 нм чип гадәттә якынча90 чистарту адымы, ә 20 нм чип якынча таләп итә215 чистарту адымыҖитештерү 14 нм, 10 нм һәм аннан да кечерәк төеннәргә күчкән саен, чистарту операцияләре саны арта барачак.

Асылда,Вафли чистарту дип фанина өслегеннән пычракны бетерү өчен химик эшкәртүләр, газлар яки физик ысуллар кулланучы процесслар аңлашыла.... Кисәкчәләр, металлар, органик калдыклар һәм табигый оксидлар кебек пычраткычлар барысы да җайланманың эшләвенә, ышанычлылыгына һәм җитештерүчәнлегенә тискәре йогынты ясый ала. Чистарту бер-бер артлы җитештерү этаплары арасында "күпер" булып хезмәт итә - мәсәлән, утырту һәм литография алдыннан, яки гравюра ясау, CMP (химик механик полировка) һәм ион имплантациясеннән соң. Гомумән алганда, пластина чистартуны түбәндәгеләргә бүлергә мөмкин:дымлы чистартуһәмкоры чистарту.

Дымлы чистарту

Вафлиларны чистарту өчен дымлы чистарту химик эреткечләр яки деионизацияләнгән су (DIW) куллана. Ике төп ысул кулланыла:

• Чумдыру ысулы: пластиналар эреткечләр яки DIW белән тутырылган бакларга батырыла. Бу иң киң кулланыла торган ысул, бигрәк тә өлгергән технология төеннәре өчен.

• Сиптерү ысулы: эреткечләр яки DIW әйләнүче пластиналарга пычракны бетерү өчен сиптерелә. Чумдыру берничә пластинаны партияләп эшкәртү мөмкинлеген бирсә дә, сиптергеч чистарту камерага бер генә пластинаны эшкәртә, ләкин яхшырак контроль бирә, бу аны алга киткән төеннәрдә ешрак куллана.

Химик чистарту

Исеменнән күренгәнчә, коры чистарту эреткечләрдән яки DIWдан баш тарта, ә пычраткыч матдәләрне чыгару өчен газлар яки плазма куллана. Алга киткән төеннәргә күчү белән коры чистарту мөһимрәк була бара, чөнки аныңюгары төгәллекһәм органик матдәләргә, нитридларга һәм оксидларга каршы нәтиҗәлелек. Ләкин, бу таләп итәҗиһазларга күбрәк инвестицияләр, катлаулырак операцияләр һәм катгыйрак процесс контролеТагын бер өстенлек - коры чистарту дымлы ысуллар белән барлыкка килгән зур күләмдәге калдык суларны киметә.

Гадәти дымлы чистарту ысуллары

1. DIW (деионизацияләнгән су) чистарту

DIW - дымлы чистартуда иң киң кулланыла торган чистарту чарасы. Эшкәртелмәгән судан аермалы буларак, DIWда үткәргеч ионнар юк диярлек, бу коррозияне, электрохимик реакцияләрне яки җайланманың таркалуын булдырмый. DIW, нигездә, ике ысул белән кулланыла:

1. Вафли өслеген турыдан-туры чистарту– Гадәттә, пластина әйләндерү вакытында роликлар, щеткалар яки сиптергечләр белән бер пластина режимында башкарыла. Проблема - электростатик корылма туплану, ул кимчелекләр китереп чыгарырга мөмкин. Моны киметү өчен, CO₂ (һәм кайвакыт NH₃) пластинаны пычратмыйча үткәрүчәнлекне яхшырту өчен DIWга эретелә.

2. Химик чистартудан соң чайкау– DIW, өслектә калдырылган очракта, пластинаны коррозиягә китерергә яки җайланманың эшчәнлеген начарайтырга мөмкин булган калдык чистарту эремәләрен бетерә.

2. HF (фторлы кислота) чистарту

HF - бетерү өчен иң нәтиҗәле химик матдә.табигый оксид катламнары (SiO₂)кремний пластиналарында һәм әһәмияте буенча DIWдан соң икенче урында тора. Ул шулай ук ​​беркетелгән металларны эретә һәм кабат оксидлашуны баса. Ләкин, HF белән эшкәртү пластина өслекләрен тупасландырырга һәм кайбер металларга тискәре йогынты ясарга мөмкин. Бу проблемаларны хәл итү өчен, яхшыртылган ысуллар HFны сыеклату, оксидлаучылар, өслек актив матдәләр яки комплекслаштыручы агентлар өстәү, сайлап алучанлыкны арттыру һәм пычрануны киметү.

3. SC1 чистарту (Стандарт чистарту 1: NH₄OH + H₂O₂ + H₂O)

SC1 - бетерү өчен экономияле һәм югары нәтиҗәле ысул.органик калдыклар, кисәкчәләр һәм кайбер металларМеханизм H₂O₂ оксидлаштыручы тәэсирен һәм NH₄OH эретү йогынтысын берләштерә. Ул шулай ук ​​электростатик көчләр ярдәмендә кисәкчәләрне этә, һәм ультратавыш/мегазоник ярдәм нәтиҗәлелекне тагын да яхшырта. Ләкин, SC1 пластина өслекләрен тупасландыра ала, бу химик нисбәтләрне җентекләп оптимальләштерүне, өслек киеренкелеген контрольдә тотуны (өслек актив матдәләр ярдәмендә) һәм металлның кабат утыруын бастыру өчен хелатлаучы агентларны таләп итә.

4. SC2 чистарту (Стандарт чистарту 2: HCl + H₂O₂ + H₂O)

SC2 SC1не бетереп тулыландыраметалл пычраткычларыАның көчле комплекслашу сәләте оксидлашкан металларны эрүчән тозларга яки комплексларга әйләндерә, алар юылып китә. SC1 органик матдәләр һәм кисәкчәләр өчен нәтиҗәле булса да, SC2 металл адсорбциясен булдырмау һәм металл пычрануын түбән дәрәҗәдә тәэмин итү өчен аеруча кыйммәтле.

5. O₃ (Озон) чистарту

Озон чистарту, нигездә, кулланылаорганик матдәләрне чыгаруһәмдезинфекцияләүче DIWO₃ көчле оксидант булып эшли, ләкин кабат утыруга китерергә мөмкин, шуңа күрә ул еш кына HF белән кушыла. Температураны оптимальләштерү бик мөһим, чөнки O₃ның суда эрүчәнлеге югарырак температурада кими. Хлор нигезендәге дезинфекцияләүчеләрдән аермалы буларак (ярымүткәргеч фабрикаларда кабул ителми), O₃ DIW системаларын пычратмыйча кислородка таркала.

6. Органик эреткечләр белән чистарту

Кайбер махсуслаштырылган процессларда, органик эреткечләр стандарт чистарту ысуллары җитәрлек булмаган яки яраксыз булган очракларда кулланыла (мәсәлән, оксид барлыкка килүдән сакланырга кирәк булганда).

Йомгак

Вафли чистарту - буиң еш кабатлана торган адымярымүткәргечләр җитештерүдә һәм җайланмаларның нәтиҗәлелегенә һәм ышанычлылыгына турыдан-туры йогынты ясый. Моңа таба хәрәкәт итү беләнзуррак пластиналар һәм кечерәк җайланма геометрияләре, пластина өслегенең чисталыгына, химик халәтенә, тупаслыгына һәм оксид калынлыгына таләпләр барган саен катгыйлана бара.

Бу мәкаләдә пластиналарны чистартуның өлгергән һәм алдынгы технологияләре, шул исәптән DIW, HF, SC1, SC2, O₃ һәм органик эреткеч ысуллары, аларның механизмнары, өстенлекләре һәм чикләүләре каралды. Икесеннән дәикътисади һәм экологик перспективалар, пластиналарны чистарту технологиясен даими яхшырту алдынгы ярымүткәргеч җитештерү таләпләрен канәгатьләндерү өчен бик мөһим.