Тозакунии тар (Тозакунии тар) яке аз қадамҳои муҳим дар равандҳои истеҳсоли нимноқилҳо мебошад, ки ба тоза кардани ифлоскунандаҳои гуногун аз сатҳи вафли нигаронида шудааст, то қадамҳои минбаъдаи равандро дар сатҳи тоза иҷро кунанд.
Вақте ки андозаи дастгоҳҳои нимноқилҳо коҳиш меёбад ва талаботҳои дақиқ зиёд мешаванд, талаботҳои техникии равандҳои тозакунии пластинка торафт сахттар мешаванд. Ҳатто хурдтарин зарраҳо, маводи органикӣ, ионҳои металлӣ ё пасмондаҳои оксид дар сатҳи вафли метавонанд ба кори дастгоҳ ба таври назаррас таъсир расонанд ва ба ин васила ба ҳосилнокӣ ва эътимоднокии дастгоҳҳои нимноқил таъсир расонанд.
Принсипҳои асосии тозакунии вафли
Асоси тоза кардани вафли дар он аст, ки ифлоскунандаҳои гуногун аз сатҳи вафли тавассути усулҳои физикӣ, кимиёвӣ ва дигар усулҳо тоза карда шаванд, то ки вафли дорои сатҳи тозаи барои коркарди минбаъда мувофиқ бошад.
Навъи ифлосшавӣ
Таъсири асосӣ ба хусусиятҳои дастгоҳ
| моддаи ифлосшавӣ | Камбудиҳои намунавӣ
Камбудиҳои имплантатсияи ионҳо
Камбудиҳои вайроншавии филми изолятсия
| |
| Ифлосшавии металлӣ | Металлҳои сілтӣ | Ноустувории транзистори MOS
Шикаста / таназзули филми оксиди дарвоза
|
| Металлҳои вазнин | Баланд шудани ҷараёни ихроҷи баръакси PN junction
Нуқсонҳои шикастани филми оксиди дарвоза
Таназзули умри интиқолдиҳандагони ақаллиятҳо
Нобудшавии қабати барангезиши оксид
| |
| Олудашавии кимиёвӣ | Маводи органикӣ | Нуқсонҳои шикастани филми оксиди дарвоза
Вариантҳои филми CVD (вақти инкубатсия)
Тағйироти ғафсии филми оксиди гармӣ (оксидшавии тезонидашуда)
Ҳодисаи туман (вафли, линза, оина, ниқоб, ретикул)
|
| Допанҳои ғайриорганикӣ (B, P) | Бастҳои V-уми транзистори MOS
Тағироти муқовимати варақаи поли-силиконии муқовимати баланд
| |
| Асосҳои ғайриорганикӣ (аминҳо, аммиак) ва кислотаҳо (SOx) | Деградатсияи резолюцияи муқовиматҳои аз ҷиҳати химиявӣ пурқувватшуда
Пайдоиши ифлосшавии зарраҳо ва туман аз ҳисоби тавлиди намак
| |
| Филмҳои оксиди табиӣ ва кимиёвӣ аз ҳисоби намӣ, ҳаво | Баланд бардоштани муқовимати тамос
Шикаста / таназзули филми оксиди дарвоза
| |
Махсусан, ҳадафҳои раванди тоза кардани вафли иборатанд аз:
Хориҷ кардани зарраҳо: Истифодаи усулҳои физикӣ ё химиявӣ барои нест кардани зарраҳои хурди ба сатҳи вафли замимашуда. Заррачаҳои хурдтар аз сабаби қувваҳои пурқуввати электростатикӣ байни онҳо ва сатҳи пластинка, коркарди махсусро талаб мекунанд, душвортар аст.
Тоза кардани маводи органикӣ: ифлоскунандаҳои органикӣ ба монанди равған ва пасмондаҳои фоторезистӣ метавонанд ба сатҳи вафли часпида шаванд. Ин ифлоскунандаҳо одатан бо истифода аз агентҳои оксидкунанда ё ҳалкунандаҳо хориҷ карда мешаванд.
Тозакунии ионҳои металлӣ: Пасмондаҳои ионҳои металлӣ дар сатҳи вафли метавонанд кори барқро паст кунанд ва ҳатто ба қадамҳои минбаъдаи коркард таъсир расонанд. Аз ин рӯ, барои хориҷ кардани ин ионҳо маҳлулҳои махсуси кимиёвӣ истифода мешаванд.
Бартараф кардани оксид: Баъзе равандҳо талаб мекунанд, ки сатҳи вафли аз қабатҳои оксид, ба монанди оксиди кремний озод бошад. Дар чунин ҳолатҳо, қабатҳои оксиди табииро дар давоми қадамҳои муайяни тозакунӣ хориҷ кардан лозим аст.
Мушкилоти технологияи тозакунии пластинка аз он иборат аст, ки ифлоскунандаҳо бе таъсири манфӣ ба сатҳи пластинка, аз қабили пешгирии ноҳамворшавӣ, зангзанӣ ё дигар зарари ҷисмонӣ бартараф карда шаванд.
2. Ҷараёни тозакунии вафли
Раванди тозакунии вафли маъмулан як қатор қадамҳоро дар бар мегирад, то тозакунии пурраи ифлоскунандаҳо ва ноил шудан ба сатҳи комилан тозаро таъмин кунад.
Тасвири: Муқоиса байни тозакунии навъи партия ва як вафли
Раванди тозакунии маъмулии васл аз қадамҳои асосии зерин иборат аст:
1. Тозакунии пешакӣ (тозакунии пешакӣ)
Мақсади тозакунии пешакӣ тоза кардани ифлоскунандаҳои фуҷур ва зарраҳои калон аз сатҳи вафли мебошад, ки маъмулан тавассути шустани оби деионизатсияшуда (DI Water) ва тозакунии ултрасадо ба даст оварда мешавад. Оби деионизатсияшуда метавонад дар аввал зарраҳо ва ифлосҳои гудохташударо аз сатҳи вафли тоза кунад, дар ҳоле ки тозакунии ултрасадо эффектҳои кавитатсионӣ барои шикастани пайванди байни зарраҳо ва сатҳи вафлиро истифода мебарад ва кандашавии онҳоро осон мекунад.
2. Тозакунии химиявӣ
Тозакунии кимиёвӣ яке аз қадамҳои асосии раванди тозакунии вафли мебошад, ки бо истифода аз маҳлулҳои кимиёвӣ барои тоза кардани маводи органикӣ, ионҳои металлӣ ва оксидҳо аз сатҳи вафель.
Хориҷ кардани маводи органикӣ: Одатан, ацетон ё омехтаи аммиак/пероксид (SC-1) барои об кардан ва оксид кардани ифлоскунандагони органикӣ истифода мешавад. Таносуби маъмулии маҳлули SC-1 NH₄OH аст
₂O₂
₂O = 1: 1: 5, бо ҳарорати корӣ тақрибан 20 ° C.
Тозакунии ионҳои металлӣ: кислотаи нитратӣ ё омехтаҳои кислотаи гидрохлоридӣ / пероксиди (SC-2) барои тоза кардани ионҳои металлӣ аз сатҳи вафли истифода мешаванд. Таносуби маъмулии маҳлули SC-2 HCl аст
₂O₂
₂O = 1:1:6, бо ҳарорати тақрибан дар 80°C нигоҳ дошта мешавад.
Бартараф кардани оксид: Дар баъзе равандҳо, бартараф кардани қабати оксиди ватанӣ аз сатҳи вафли талаб карда мешавад, ки барои он маҳлули кислотаи гидрофторӣ (HF) истифода мешавад. Таносуби маъмулии ҳалли HF HF аст
₂O = 1:50 ва онро дар ҳарорати хонагӣ истифода бурдан мумкин аст.
3. Тозакунии ниҳоӣ
Пас аз тозакунии кимиёвӣ, вафлиҳо одатан як қадами ниҳоии тозакуниро мегузаранд, то дар рӯи замин ягон пасмондаҳои кимиёвӣ намонанд. Тозакунии ниҳоӣ асосан оби деионизатсияро барои шустани ҳамаҷониба истифода мебарад. Илова бар ин, тозакунии оби озон (O₃/H₂O) барои минбаъд тоза кардани ҳама гуна ифлоскунандаҳои боқимонда аз сатҳи вафли истифода мешавад.
4. Хушк кардан
Вафли тозашуда бояд зуд хушк карда шавад, то аломатҳои обӣ ё дубора замима шудани ифлоскунандаҳоро пешгирӣ кунанд. Усулҳои маъмули хушккунӣ хушккунии чарх ва тозакунии нитрогенро дар бар мегиранд. Аввалин бо суръати баланд чарх задани сатхи вафель намиро аз сатхи пластинка тоза мекунад, дуюмин бошад, бо шамол додани гази нитрогени хушк дар болои вафель хушкшавии пурраро таъмин мекунад.
ифлоскунанда
Номи тартиби тозакунӣ
Тавсифи омехтаи химиявӣ
Химиявй
| Зарраҳо | Пиранха (SPM) | Кислотаи сулфат / пероксиди гидроген / об DI | H2SO4/H2O2/H2O 3-4:1; 90°С |
| SC-1 (APM) | Гидроксиди аммоний / пероксиди гидроген / об DI | NH4OH/H2O2/H2O 1:4:20; 80°С | |
| Металлҳо (на мис) | SC-2 (HPM) | Кислотаи гидрохлоридӣ / пероксиди гидроген / об DI | HCl/H2O2/H2O1:1:6; 85°С |
| Пиранха (SPM) | Кислотаи сулфат / пероксиди гидроген / об DI | H2SO4/H2O2/H2O3-4:1; 90°С | |
| DHF | Кислотаи гидрофторикӣ / оби DI (мисро нест намекунад) | HF/H2O1:50 | |
| Органикҳо | Пиранха (SPM) | Кислотаи сулфат / пероксиди гидроген / об DI | H2SO4/H2O2/H2O 3-4:1; 90°С |
| SC-1 (APM) | Гидроксиди аммоний / пероксиди гидроген / об DI | NH4OH/H2O2/H2O 1:4:20; 80°С | |
| DIO3 | Озон дар оби де-ионизатсияшуда | Омехтаҳои оптимизатсияшудаи O3/H2O | |
| Оксиди ватанӣ | DHF | Кислотаи гидрофторикӣ/ди обро ҳал кунед | HF/H2O 1:100 |
| BHF | Кислотаи гидрофториди буферӣ | NH4F/HF/H2O |
3. Усулҳои умумии тоза кардани вафли
1. Усули тозакунии RCA
Усули тозакунии RCA яке аз усулҳои классикии тозакунии вафли дар саноати нимноқилҳо мебошад, ки аз ҷониби RCA Corporation зиёда аз 40 сол пеш таҳия шудааст. Ин усул пеш аз ҳама барои тоза кардани ифлоскунандагони органикӣ ва ифлосҳои ионҳои металлӣ истифода мешавад ва мумкин аст дар ду марҳила анҷом дода шавад: SC-1 (Standard Clean 1) ва SC-2 (Standard Clean 2).
Тозакунии SC-1: Ин қадам асосан барои тоза кардани ифлоскунандаҳои органикӣ ва зарраҳо истифода мешавад. Маҳлул омехтаи аммиак, пероксиди гидроген ва об мебошад, ки дар сатҳи вафель қабати тунуки оксиди кремнийро ташкил медиҳад.
Тозакунии SC-2: Ин қадам пеш аз ҳама барои тоза кардани ифлоскунандаҳои ионҳои металлӣ бо истифода аз омехтаи кислотаи гидрохлорид, пероксиди гидроген ва об истифода мешавад. Он дар сатҳи вафли қабати тунуки пассиватсия мегузорад, то дубора ифлосшавиро пешгирӣ кунад.
2. Усули тозакунии Пиранха (Piranha Etch Clean)
Усули тозакунии Пиранха як усули хеле муассир барои тоза кардани маводи органикӣ бо истифода аз омехтаи кислотаи сулфат ва пероксиди гидроген, маъмулан дар таносуби 3: 1 ё 4: 1 мебошад. Аз сабаби хосиятҳои бениҳоят пурқуввати оксиди ин маҳлул, он метавонад миқдори зиёди моддаҳои органикӣ ва ифлоскунандаҳои якравро тоза кунад. Ин усул назорати қатъии шароитро талаб мекунад, алалхусус аз нуқтаи назари ҳарорат ва консентратсия, то осеб нарасонад.
Тозакунии ултрасадо эффекти кавитатсионӣ, ки тавассути мавҷҳои садои басомади баланд дар моеъ тавлид мешавад, барои тоза кардани ифлоскунандаҳо аз сатҳи вафли истифода мебарад. Дар муқоиса бо тозакунии анъанавии ултрасадо, тозакунии мегасоникӣ дар басомади баландтар кор мекунад ва имкон медиҳад, ки зарраҳои хурди микронӣ бе расонидани зарар ба сатҳи вафель самараноктар бартараф карда шаванд.
4. Тозакунии озон
Технологияи тозакунии озон хосиятҳои қавии оксидкунандаи озонро барои таҷзия ва хориҷ кардани ифлоскунандагони органикӣ аз сатҳи вафли истифода бурда, дар ниҳоят онҳоро ба гази карбон ва об табдил медиҳад. Ин усул истифодаи реактивҳои кимиёвии гаронбаҳоро талаб намекунад ва боиси ифлосшавии камтари муҳити зист мегардад, ки онро ба технологияи нав дар соҳаи тозакунии вафли табдил медиҳад.
4. Таҷҳизоти тозакунии вафли
Барои таъмини самаранокӣ ва бехатарии равандҳои тозакунии пластинка, дар истеҳсоли нимноқилҳо таҷҳизоти гуногуни тозакунӣ истифода мешаванд. Намудҳои асосӣ инҳоянд:
1. Таҷҳизоти тозакунии тар
Таҷҳизоти тозакунии тар зарфҳои гуногуни обкашӣ, зарфҳои тозакунии ултрасадо ва хушккунакҳоро дар бар мегирад. Ин дастгоҳҳо қувваҳои механикӣ ва реагентҳои кимиёвиро муттаҳид мекунанд, то ифлоскунандаҳоро аз сатҳи вафли тоза кунанд. Зарфҳои обкашӣ маъмулан бо системаҳои назорати ҳарорат муҷаҳҳаз карда мешаванд, то устуворӣ ва самаранокии маҳлулҳои кимиёиро таъмин кунанд.
2. Таҷҳизоти тозакунии хушк
Таҷҳизоти тозакунии хушк асосан аз тозакунакҳои плазма иборат аст, ки зарраҳои энергияи баландро дар плазма барои вокуниш ва тоза кардани пасмондаҳо аз сатҳи вафли истифода мебаранд. Тозакунии плазма махсусан барои равандҳое мувофиқ аст, ки нигоҳ доштани якпорчагии сатҳро бидуни ворид кардани пасмондаҳои кимиёвӣ талаб мекунанд.
3. Системаҳои автоматии тозакунӣ
Бо тавсеаи пайвастаи истеҳсоли нимноқилҳо, системаҳои автоматии тозакунӣ интихоби афзалиятнок барои тоза кардани миқёси васеъ гардиданд. Ин системаҳо аксар вақт механизмҳои интиқоли автоматӣ, системаҳои тозакунии бисёрҷанбаҳо ва системаҳои назорати дақиқро дар бар мегиранд, то натиҷаҳои мунтазами тозакунии ҳар як вафлиро таъмин кунанд.
5. Тамоюлҳои оянда
Вақте ки дастгоҳҳои нимноқилҳо коҳиш меёбанд, технологияи тозакунии вафли ба самти ҳалли самараноктар ва аз ҷиҳати экологӣ тоза табдил меёбад. Технологияҳои тозакунии оянда ба инҳо тамаркуз хоҳанд кард:
Бартараф кардани зарраҳои зернанометрӣ: Технологияҳои тозакунии мавҷуда метавонанд зарраҳои миқёси нанометриро идора кунанд, аммо бо коҳиши минбаъдаи андозаи дастгоҳ, нест кардани зарраҳои зернанометрӣ як мушкили нав хоҳад шуд.
Тозакунии сабз ва аз ҷиҳати экологӣ тоза: Коҳиш додани истифодаи кимиёвии аз ҷиҳати экологӣ зараровар ва таҳияи усулҳои тозаи аз ҷиҳати экологӣ тоза, ба монанди тозакунии озон ва тозакунии мегасоникӣ, аҳамияти бештар пайдо мекунанд.
Сатҳи олии автоматизатсия ва иктишофӣ: Системаҳои интеллектуалӣ имкон медиҳанд, ки дар вақти воқеӣ назорат ва танзими параметрҳои гуногунро дар ҷараёни тозакунӣ, минбаъд беҳтар кардани самаранокии тозакунӣ ва самаранокии истеҳсолот таъмин кунанд.
Технологияи тозакунии вафли, ҳамчун як қадами муҳим дар истеҳсоли нимноқилҳо, дар таъмини сатҳи тозаи вафли барои равандҳои минбаъда нақши муҳим мебозад. Маҷмӯи усулҳои гуногуни тозакунӣ ифлоскунандаҳоро ба таври муассир нест мекунад ва сатҳи субстратро барои қадамҳои оянда тоза мекунад. Бо пешрафти технология, равандҳои тозакунӣ барои қонеъ кардани талабот ба дақиқии баландтар ва сатҳи пасти камбудиҳо дар истеҳсоли нимноқилҳо такмил дода мешаванд.
Вақти фиристодан: октябр-08-2024