Кремний да, пыяла вафиннар да "чистарту" уртак максаты булса да, чистарту вакытында очраган проблемалар һәм уңышсызлык режимнары бөтенләй башка. Бу туры килмәү кремний һәм пыялага хас булган материаль үзлекләрдән, спецификация таләпләреннән, шулай ук соңгы кулланулары белән чистартуның аерым “фәлсәфәсеннән” килеп чыга.
Башта ачыклыйк: без нәрсә чистартабыз? Нинди пычраткыч матдәләр катнаша?
Пычраткыч матдәләрне дүрт категориягә бүлеп була:
-
Кисәкчәләр пычраткыч
-
Тузан, металл кисәкчәләр, органик кисәкчәләр, абразив кисәкчәләр (CMP процессыннан) һ.б.
-
Бу пычраткыч матдәләр шорт яки ачык схемалар кебек үрнәк җитешсезлекләргә китерергә мөмкин.
-
-
Органик пычраткыч матдәләр
-
Фоторезист калдыклары, резин өстәмәләре, кеше тире майлары, эретүче калдыклар һ.б.
-
Органик пычраткыч матдәләр барлыкка килергә мөмкин, алар эфирга яки ион имплантациясенә комачаулый һәм бүтән нечкә пленкаларның ябышуын киметә.
-
-
Металл Ион пычраткыч матдәләр
-
Тимер, бакыр, натрий, калий, кальций һ.б., беренче чиратта, җиһазлардан, химик матдәләрдән һәм кеше контактыннан килә.
-
Ярымүткәргечләрдә металл ионнары "киллер" пычраткыч матдәләр, тыелган полосага энергия дәрәҗәсен кертә, алар агып торган токны арттыралар, ташучының гомерен кыскарталар һәм электр үзлекләренә зур зыян китерәләр. Пыялада алар киләсе нечкә фильмнарның сыйфаты һәм ябышуына тәэсир итә ала.
-
-
Туган оксид катламы
-
Кремний вафиннары өчен: кремний диоксидының нечкә катламы (Туган Оксид) табигый рәвештә һава өслегендә барлыкка килә. Бу оксид катламының калынлыгын һәм бердәмлеген контрольдә тоту авыр, һәм капка оксиды кебек төп структуралар ясалганда аны тулысынча бетерергә кирәк.
-
Пыяла ваферлар өчен: Пыяла үзе кремний челтәр структурасы, шуңа күрә "туган оксид катламын чыгару" проблемасы юк. Ләкин, пычрану аркасында өслек үзгәртелгән булырга мөмкин, һәм бу катламны бетерергә кирәк.
-
I. Төп максатлар: Электр күрсәткечләре һәм физик камиллек арасындагы аерма
-
Кремний ваферлары
-
Чистартуның төп максаты - электр эшләрен тәэмин итү. Спецификация гадәттә каты кисәкчәләр санын һәм зурлыкларын үз эченә ала (мәсәлән, ≥0.1μм кисәкчәләр эффектив рәвештә чыгарылырга тиеш), металл ион концентрацияләре (мәсәлән, Fe, Cu ≤10¹⁰ атом / см² яки түбәнрәк контрольдә тотылырга тиеш), һәм органик калдык дәрәҗәләре. Хәтта микроскопик пычрану схема шортларына, агып торган агымнарга яки капка оксидының бөтенлеген бозуга китерергә мөмкин.
-
-
Пыяла вафиналар
-
Субстратлар буларак, төп таләпләр - физик камиллек һәм химик тотрыклылык. Спецификация макро-дәрәҗә аспектларга юнәлтелгән, мәсәлән, тырмалар булмау, чыгарылмый торган таплар, оригиналь өслекнең тупаслыгын һәм геометриясен саклау. Чистарту максаты - беренче чиратта, визуаль чисталыкны һәм каплау кебек киләсе процессларга яхшы ябышуны тәэмин итү.
-
II. Материаль табигать: Бәллүр һәм аморф арасындагы төп аерма
-
Кремний
-
Кремний - кристалл материал, һәм аның өслеге табигый рәвештә бертөрле булмаган кремний диоксиды (SiO₂) оксиды катламын үстерә. Бу оксид катламы электр җитештерүчәнлегенә куркыныч тудыра һәм яхшылап һәм бертөрле чыгарылырга тиеш.
-
-
Пыяла
-
Пыяла - аморф кремний челтәре. Аның күпчелек материалы кремнийның кремний оксиды катламына охшаган, димәк, ул гидрофлор кислотасы (HF) белән тиз арада чыгарылырга мөмкин, һәм шулай ук көчле алкалы эрозиясенә бирелергә мөмкин, бу өслекнең тупаслыгы яки деформациясенә китерә. Бу төп аерма кремний вафинын чистарту яктылыкны, пычраткыч матдәләрне бетерү өчен контрольдә тотуны таләп итә, пыяла вафинны чистарту төп материалга зыян китермәс өчен бик сак булырга тиеш.
-
| Чистарту пункты | Кремний ваферын чистарту | Пыяла ваферны чистарту |
|---|---|---|
| Чистарту максаты | Ownзенең туган оксид катламын кертә | Чистарту ысулын сайлагыз: төп материалны саклаганда пычраткыч матдәләрне бетерегез |
| Стандарт RCA чистарту | - СПМ(H₂SO₄ / H₂O₂): Органик / фоторезист калдыкларын бетерә | Төп чистарту агымы: |
| - SC1(NH₄OH / H₂O₂ / H₂O): surfaceир өстендәге кисәкчәләрне бетерә | Зәгыйфь эшкәртү чистарту агенты: Органик пычраткыч матдәләрне һәм кисәкчәләрне чыгару өчен актив өслек агентлары бар | |
| - DHF(Гидрофлор кислотасы): табигый оксид катламын һәм башка пычраткыч матдәләрне бетерә | Көчле эшкәртү яки Урта эшкәртү чистарту агенты: Металл яки үзгәрүчән булмаган пычраткыч матдәләрне бетерү өчен кулланыла | |
| - SC2(HCl / H₂O₂ / H₂O): металл пычраткыч матдәләрне бетерә | Бөтен җирдә HFдан сакланыгыз | |
| Төп химикатлар | Көчле кислоталар, көчле эшкәртүләр, оксидлаштыручы эреткечләр | Зәгыйфь эшкәртү чистартучы агент, йомшак пычрануны бетерү өчен махсус формалаштырылган |
| Физик ярдәм | Дионизацияләнгән су (югары чисталык юу өчен) | УЗИ, мегасоник юу |
| Киптерү технологиясе | Мегасоник, IPA парларын киптерү | Назлы киптерү: әкрен күтәрү, IPA парларын киптерү |
III. Чистарту чишелешләрен чагыштыру
Goalsгарыда күрсәтелгән максатларга һәм материаль характеристикаларга нигезләнеп, кремний һәм пыяла ваферлар өчен чистарту карарлары аерыла:
| Кремний ваферын чистарту | Пыяла ваферны чистарту | |
|---|---|---|
| Чистарту максаты | Вафинның туган оксид катламын да кертеп, җентекләп бетерү. | Сайлап алу: субстратны саклаганда пычраткыч матдәләрне бетерү. |
| Типик процесс | Стандарт RCA чиста:•СПМ(H₂SO₄ / H₂O₂): авыр органиканы / фоторезистны бетерә •SC1(NH₄OH / H₂O₂ / H₂O): эшкәртү кисәкчәләрен чыгару •DHF(HF эретегез): туган оксид катламын һәм металлларны бетерә •SC2(HCl / H₂O₂ / H₂O): металл ионнарын бетерә | Характеристик чистарту агымы:•Йомшак эшкәртүчеорганиканы һәм кисәкчәләрне чыгару өчен сирфактив матдәләр белән •Кислота яки нейтраль чистарткычметалл ионнарын һәм башка махсус пычраткыч матдәләрне чыгару өчен •Бөтен процесс дәвамында HFдан сакланыгыз |
| Төп химикатлар | Көчле кислоталар, көчле оксидиаторлар, эшкәртү эремәләре | Йомшак эшкәртүчеләр; махсус нейтраль яки бераз кислоталы чистарткычлар |
| Физик ярдәм | Мегасоник (югары эффективлык, йомшак кисәкчәләрне чыгару) | УЗИ, мегасоник |
| Киптерү | Марангони киптерү; IPA парларын киптерү | Акрын тарту; IPA парларын киптерү |
-
Пыяла ваферны чистарту процессы
-
Хәзерге вакытта пыяла эшкәртү заводларының күбесе пыяла матди үзенчәлекләренә нигезләнеп чистарту процедураларын кулланалар, беренче чиратта зәгыйфь эшкәртү агентларына таяналар.
-
Чистарту агентының характеристикалары:Бу махсуслаштырылган чистарту агентлары гадәттә зәгыйфь эшкәртүле, рН 8-9 тирәсе. Аларда гадәттә сирфактив матдәләр бар (мәсәлән, алкил полиоксиетилен эфир), металл эретүче агентлар (мәсәлән, HEDP), һәм органик чистарту кораллары, пыяла матрицага минималь коррозицион булганда, майлар һәм бармак эзләре кебек органик пычраткыч матдәләрне эмульсияләү һәм таркату өчен эшләнгән.
-
Процесс агымы:Типик чистарту процессы, ультратавышлы чистарту белән берлектә, бүлмә температурасыннан 60 ° C га кадәр температурада зәгыйфь эшкәртүче чистарту агентларының концентрациясен куллануны үз эченә ала. Чистартканнан соң, ваферлар чиста су һәм йомшак киптерү белән берничә тапкыр чайкау адымнары ясыйлар (мәсәлән, әкрен күтәрү яки IPA парларын киптерү). Бу процесс визуаль чисталык һәм гомуми чисталык өчен пыяла вафин таләпләренә эффектив туры килә.
-
-
Кремний ваферын чистарту процессы
-
Ярымүткәргеч эшкәртү өчен кремний вафиннары гадәттә стандарт RCA чистарту кичерәләр, бу бик эффектив чистарту ысулы, барлык төр пычраткыч матдәләрне системалы рәвештә чишә ала, ярымүткәргеч җайланмалар өчен электр җитештерүчәнлеге таләпләренең үтәлүен тәэмин итә.
-
IV. Пыяла югарырак "чисталык" стандартларына туры килгәндә
Пыяла ваферлар каты кисәкчәләр санын һәм металл ион дәрәҗәсен таләп иткән кушымталарда кулланылганда (мәсәлән, ярымүткәргеч процесслардагы субстратлар яки искиткеч нечкә пленка өслеге өчен), эчке чистарту процессы инде җитәрлек булмаска мөмкин. Бу очракта үзгәртелгән RCA чистарту стратегиясен кертеп, ярымүткәргечне чистарту принциплары кулланылырга мөмкин.
Бу стратегиянең асылы - пыяла сизгер табигатен урнаштыру өчен, RCA стандарт параметрларын эретү һәм оптимальләштерү:
-
Органик пычраткыч матдәләрне бетерү:СПМ эремәләре яки йомшак озон суы органик пычраткыч матдәләрне көчле оксидлаштыру аша таркату өчен кулланылырга мөмкин.
-
Кисәкчәләрне бетерү:1гары суытылган SC1 эремәсе түбән температураларда һәм кыска дәвалау вакытларында кулланыла, аның электростатик репулизациясен һәм микро-эфир эффектларын кисәкчәләрне бетерү өчен, пыяладагы коррозияне киметү өчен.
-
Металл Ионны чыгару:Челат аша металл пычраткыч матдәләрне чыгару өчен эретелгән SC2 эремәсе яки гади эретелгән гидрохлор кислотасы / азот кислотасы эремәләре кулланыла.
-
Каты тыюлар:DHF (ди-аммиак фторид) пыяла субстрат коррозиясен булдырмас өчен бөтенләй сакланырга тиеш.
Барлык үзгәртелгән процесста, мегасоник технологияне берләштерү, нано зурлыктагы кисәкчәләрнең чыгару эффективлыгын сизелерлек күтәрә һәм өслектә йомшак.
Йомгаклау
Кремний һәм пыяла вафиннарны чистарту процессы - соңгы куллану таләпләренә, материаль үзенчәлекләренә, физик һәм химик үзенчәлекләренә нигезләнеп кире инженериянең котылгысыз нәтиҗәсе. Кремний вафинын чистарту электр җитештерүчәнлеге өчен "атом дәрәҗәсендәге чисталык" эзли, пыяла вафинны чистарту "камил, зарарсыз" физик өслекләргә ирешүгә юнәлтелгән. Пыяла вафиналар ярымүткәргеч кушымталарында көннән-көн кулланыла барганлыктан, аларны чистарту процессы традицион зәгыйфь эшкәртүдән артып китәчәк, чисталык стандартларына туры килер өчен үзгәртелгән RCA процессы кебек чистартылган, махсуслаштырылган карарлар эшләп чыгарыр.
Пост вакыты: 29-2025 октябрь