Тозакунии тар (Тозакунии тар) яке аз марҳилаҳои муҳим дар равандҳои истеҳсоли нимноқилҳо мебошад, ки барои тоза кардани ифлоскунандаҳои гуногун аз сатҳи пластина равона шудааст, то боварӣ ҳосил шавад, ки қадамҳои минбаъдаи раванд дар сатҳи тоза иҷро карда мешаванд.
Бо кам шудани андозаи дастгоҳҳои нимноқил ва афзоиши талаботи дақиқ, талаботи техникии равандҳои тозакунии пластинаҳо торафт сахттар мешаванд. Ҳатто хурдтарин зарраҳо, маводҳои органикӣ, ионҳои металлӣ ё боқимондаҳои оксид дар сатҳи пластина метавонанд ба кори дастгоҳ таъсири назаррас расонанд ва бо ин ба ҳосилнокӣ ва эътимоднокии дастгоҳҳои нимноқил таъсир расонанд.
Принсипҳои асосии тоза кардани лавҳаҳо
Асоси тозакунии пластинаҳо аз он иборат аст, ки ифлоскунандаҳои гуногунро аз сатҳи пластина тавассути усулҳои физикӣ, кимиёвӣ ва дигар усулҳо самаранок тоза кунад, то сатҳи тоза ва барои коркарди минбаъда мувофиқ бошад.
Навъи ифлосшавӣ
Таъсири асосӣ ба хусусиятҳои дастгоҳ
| Ифлосшавии модда | Нуқсонҳои намуна
Нуқсонҳои имплантатсияи ион
Камбудиҳои вайроншавии плёнкаи изолятсия
| |
| Олудашавии металлӣ | Металлҳои ишқорӣ | Ноустувории транзистори MOS
Таназзул/вайроншавии плёнкаи оксиди дарвоза
|
| Металлҳои вазнин | Ҷараёни ихроҷи баръакси пайванди PN афзоиш ёфт
Камбудиҳои вайроншавии плёнкаи оксиди дарвоза
Пастравии умри интиқолдиҳандагони ақаллият
Ташаккули нуқсони қабати ангезиши оксид
| |
| Олудашавии кимиёвӣ | Маводи органикӣ | Камбудиҳои вайроншавии плёнкаи оксиди дарвоза
Вариантҳои филми CVD (вақти инкубатсия)
Тағйирёбии ғафсии плёнкаи оксиди гармӣ (оксидшавии суръатбахш)
Пайдоиши туман (варақ, линза, оина, ниқоб, тор)
|
| Допантҳои ғайриорганикӣ (B, P) | Транзистори MOS Vth сменаҳо
Тағйироти муқовимати варақаҳои поли-кремнийи муқовимати баланд дар зеризаминии Si ва варақаҳои поли-кремнийи муқовимати баланд
| |
| Асосҳои ғайриорганикӣ (аминҳо, аммиак) ва кислотаҳо (SOx) | Пастшавии қобилияти резистентҳои бо роҳи кимиёвӣ тақвиятёфта
Паҳншавии ифлосшавии зарраҳо ва туман аз сабаби пайдоиши намак
| |
| Плёнкаҳои оксидии табиӣ ва химиявӣ аз сабаби намӣ ва ҳаво | Муқовимати тамос афзоиш ёфт
Таназзул/вайроншавии плёнкаи оксиди дарвоза
| |
Аз ҷумла, ҳадафҳои раванди тозакунии лавҳаҳо инҳоянд:
Тозакунии зарраҳо: Истифодаи усулҳои физикӣ ё кимиёвӣ барои тоза кардани зарраҳои хурди ба сатҳи вафл часпида. Тоза кардани зарраҳои хурдтар аз сабаби қувваҳои қавии электростатикӣ байни онҳо ва сатҳи вафл душвортар аст, ки табобати махсусро талаб мекунад.
Тозакунии моддаҳои органикӣ: Ифлоскунандаҳои органикӣ, ба монанди равған ва боқимондаҳои фоторезист, метавонанд ба сатҳи вафл часпанд. Ин ифлоскунандаҳо одатан бо истифода аз агентҳои оксидкунанда ё ҳалкунандаҳои қавӣ тоза карда мешаванд.
Тозакунии ионҳои металлӣ: Боқимондаҳои ионҳои металлӣ дар сатҳи пластина метавонанд кори электрикиро паст кунанд ва ҳатто ба марҳилаҳои минбаъдаи коркард таъсир расонанд. Аз ин рӯ, барои тоза кардани ин ионҳо маҳлулҳои махсуси кимиёвӣ истифода мешаванд.
Тозакунии оксид: Баъзе равандҳо талаб мекунанд, ки сатҳи вафл аз қабатҳои оксид, ба монанди оксиди кремний, холӣ бошад. Дар чунин ҳолатҳо, қабатҳои табиии оксид бояд ҳангоми баъзе марҳилаҳои тозакунӣ тоза карда шаванд.
Мушкилоти технологияи тозакунии пластинаҳо дар он аст, ки ифлоскунандаҳоро самаранок тоза кунед, бе таъсири манфӣ ба сатҳи пластина, ба монанди пешгирии ноҳамвории сатҳ, зангзанӣ ё дигар осеби ҷисмонӣ.
2. Ҷараёни тозакунии вафл
Раванди тозакунии пластина одатан якчанд марҳиларо дар бар мегирад, то тозакунии пурраи ифлоскунандаҳоро таъмин кунанд ва сатҳи комилан тозаро ба даст оранд.
Расми: Муқоисаи байни тозакунии навъи партиявӣ ва тозакунии яккавафлӣ
Раванди маъмулии тоза кардани лавҳаҳои чӯбӣ қадамҳои асосии зеринро дар бар мегирад:
1. Пеш аз тозакунӣ (Пеш аз тозакунӣ)
Мақсади тозакунии пешакӣ тоза кардани ифлоскунандаҳои фуҷур ва зарраҳои калон аз сатҳи вафл аст, ки одатан тавассути шустани оби деионизатсияшуда (DI Water) ва тозакунии ултрасадо ба даст оварда мешавад. Оби деионизатсияшуда дар аввал метавонад зарраҳо ва ифлосҳои ҳалшударо аз сатҳи вафл тоза кунад, дар ҳоле ки тозакунии ултрасадо аз таъсири кавитатсия барои вайрон кардани пайванди байни зарраҳо ва сатҳи вафл истифода мебарад ва ҷудошавии онҳоро осонтар мекунад.
2. Тозакунии кимиёвӣ
Тозакунии кимиёвӣ яке аз марҳилаҳои асосии раванди тозакунии пластинаҳо мебошад, ки бо истифода аз маҳлулҳои кимиёвӣ барои тоза кардани маводҳои органикӣ, ионҳои металлӣ ва оксидҳо аз сатҳи пластина анҷом дода мешавад.
Тозакунии моддаҳои органикӣ: Одатан, ацетон ё омехтаи аммиак/пероксид (SC-1) барои ҳал кардан ва оксид кардани ифлоскунандаҳои органикӣ истифода мешавад. Таносуби маъмулии маҳлули SC-1 NH₄OH аст.
₂O₂
₂O = 1:1:5, бо ҳарорати кории тақрибан 20°C.
Тозакунии ионҳои металлӣ: Барои тоза кардани ионҳои металлӣ аз сатҳи пластина омехтаҳои кислотаи нитратӣ ё кислотаи хлорид/пероксид (SC-2) истифода мешаванд. Таносуби маъмулии маҳлули SC-2 HCl аст.
₂O₂
₂O = 1:1:6, бо ҳарорати тақрибан 80°C нигоҳ дошта мешавад.
Тозакунии оксид: Дар баъзе равандҳо, тоза кардани қабати оксиди аслӣ аз сатҳи пластина зарур аст, ки барои он маҳлули кислотаи гидрофторӣ (HF) истифода мешавад. Таносуби маъмулӣ барои маҳлули HF HF аст.
₂O = 1:50, ва онро дар ҳарорати хонагӣ истифода бурдан мумкин аст.
3. Тозакунии ниҳоӣ
Пас аз тозакунии кимиёвӣ, вафлиҳо одатан марҳилаи ниҳоии тозакуниро мегузаронанд, то боварӣ ҳосил кунанд, ки дар рӯи онҳо боқимондаҳои кимиёвӣ боқӣ намонанд. Тозакунии ниҳоӣ асосан барои шустани пурра аз оби деионизатсияшуда истифода мешавад. Илова бар ин, тозакунии оби озон (O₃/H₂O) барои тоза кардани минбаъдаи ҳама гуна ифлоскунандаҳои боқимонда аз рӯи вафлиҳо истифода мешавад.
4. Хушккунӣ
Вафлиҳои тозашуда бояд зуд хушк карда шаванд, то аз пайдоиши аломатҳои обӣ ё дубора часпидани ифлоскунандаҳо пешгирӣ карда шаванд. Усулҳои маъмули хушккунӣ хушккунии чархзананда ва тозакунии нитрогенро дар бар мегиранд. Усули аввалӣ намиро аз сатҳи вафли бо суръати баланд тоза мекунад, дар ҳоле ки усули дуюмӣ хушкшавии пурраро бо пошидани гази нитрогени хушк дар сатҳи вафли таъмин мекунад.
Олудакунанда
Номи тартиби тозакунӣ
Тавсифи омехтаи кимиёвӣ
Моддаҳои кимиёвӣ
| Зарраҳо | Пиранья (SPM) | Кислотаи сулфат/пероксиди гидроген/оби DI | H2SO4/H2O2/H2O 3-4:1; 90°C |
| SC-1 (APM) | Гидроксиди аммоний/пероксиди гидроген/оби DI | NH4OH/H2O2/H2O 1:4:20; 80°C | |
| Металлҳо (ба истиснои мис) | SC-2 (HPM) | Кислотаи гидрохлорид/пероксиди гидроген/оби DI | HCl/H2O2/H2O1:1:6; 85°C |
| Пиранья (SPM) | Кислотаи сулфат/пероксиди гидроген/оби DI | H2SO4/H2O2/H2O3-4:1; 90°C | |
| DHF | Оби кислотаи гидрофторӣ/DI-ро маҳлул кунед (мисро тоза намекунад) | HF/H2O1:50 | |
| Органикӣ | Пиранья (SPM) | Кислотаи сулфат/пероксиди гидроген/оби DI | H2SO4/H2O2/H2O 3-4:1; 90°C |
| SC-1 (APM) | Гидроксиди аммоний/пероксиди гидроген/оби DI | NH4OH/H2O2/H2O 1:4:20; 80°C | |
| DIO3 | Озон дар оби деионизатсияшуда | Омехтаҳои O3/H2O бо оптимизатсия | |
| Оксиди аслӣ | DHF | Кислотаи гидрофторӣ/оби DI-ро омехта кунед | HF/H2O 1:100 |
| БҲФ | Кислотаи гидрофторӣ бо буфер | NH4F/HF/H2O |
3. Усулҳои маъмули тозакунии вафлҳо
1. Усули тозакунии RCA
Усули тозакунии RCA яке аз усулҳои классикии тозакунии вафли дар саноати нимноқилҳо мебошад, ки аз ҷониби RCA Corporation беш аз 40 сол пеш таҳия шудааст. Ин усул асосан барои тоза кардани ифлоскунандаҳои органикӣ ва ифлосҳои ионҳои металлӣ истифода мешавад ва онро метавон дар ду марҳила анҷом дод: SC-1 (Тозакунии стандартӣ 1) ва SC-2 (Тозакунии стандартӣ 2).
Тозакунии SC-1: Ин марҳила асосан барои тоза кардани ифлоскунандаҳо ва зарраҳои органикӣ истифода мешавад. Маҳлул омехтаи аммиак, пероксиди гидроген ва об аст, ки дар сатҳи пластина қабати тунуки оксиди кремнийро ташкил медиҳад.
Тозакунии SC-2: Ин марҳила асосан барои тоза кардани ифлоскунандаҳои ионҳои металлӣ бо истифода аз омехтаи кислотаи хлорид, пероксиди гидроген ва об истифода мешавад. Он дар сатҳи пластина як қабати тунуки пассиватсияро боқӣ мегузорад, то аз ифлосшавии дубора пешгирӣ кунад.
2. Усули тозакунии Пиранья (Piranyha Etch Clean)
Усули тозакунии Пиранья як усули хеле муассир барои тоза кардани маводҳои органикӣ мебошад, ки омехтаи кислотаи сулфат ва пероксиди гидрогенро истифода мебарад, ки одатан бо таносуби 3:1 ё 4:1 аст. Аз сабаби хосиятҳои оксидшавии хеле қавии ин маҳлул, он метавонад миқдори зиёди моддаҳои органикӣ ва ифлоскунандаҳои якравро тоза кунад. Ин усул назорати қатъии шароитро, бахусус аз ҷиҳати ҳарорат ва консентратсияро талаб мекунад, то аз осеб расонидан ба пластина пешгирӣ карда шавад.
Тозакунии ултрасадоӣ аз таъсири кавитатсия, ки аз ҷониби мавҷҳои садои басомади баланд дар моеъ ба вуҷуд меояд, барои тоза кардани ифлоскунандаҳо аз сатҳи пластина истифода мебарад. Дар муқоиса бо тозакунии анъанавии ултрасадоӣ, тозакунии мегасадоӣ бо басомади баландтар кор мекунад, ки имкон медиҳад, ки зарраҳои андозаи зермикронро бе расонидани зарар ба сатҳи пластина самараноктар тоза кунанд.
4. Тозакунии озон
Технологияи тозакунии озон аз хосиятҳои қавии оксидкунандаи озон барои таҷзия ва тоза кардани ифлоскунандаҳои органикӣ аз сатҳи вафл истифода мебарад ва дар ниҳоят онҳоро ба гази карбони безарар ва об табдил медиҳад. Ин усул истифодаи реагентҳои гаронбаҳои кимиёвиро талаб намекунад ва боиси ифлосшавии камтари муҳити зист мегардад, ки онро ба як технологияи нав дар соҳаи тозакунии вафл табдил медиҳад.
4. Таҷҳизоти раванди тозакунии вафл
Барои таъмини самаранокӣ ва бехатарии равандҳои тозакунии пластинаҳо, дар истеҳсоли нимноқилҳо як қатор таҷҳизоти пешрафтаи тозакунӣ истифода мешаванд. Намудҳои асосӣ инҳоянд:
1. Таҷҳизоти тозакунии тар
Таҷҳизоти тозакунии тар зарфҳои гуногуни ғӯтондан, зарфҳои тозакунии ултрасадо ва хушккунакҳои чархзанандаро дар бар мегиранд. Ин дастгоҳҳо қувваҳои механикӣ ва реагентҳои кимиёвиро барои тоза кардани ифлоскунандаҳо аз сатҳи вафл муттаҳид мекунанд. Зарфҳои ғӯтондан одатан бо системаҳои назорати ҳарорат муҷаҳҳаз шудаанд, то устуворӣ ва самаранокии маҳлулҳои кимиёвиро таъмин кунанд.
2. Таҷҳизоти тозакунии хушк
Таҷҳизоти тозакунии хушк асосан тозакунандаҳои плазмаро дар бар мегиранд, ки зарраҳои энергияи баландро дар плазма барои реаксия бо сатҳи пластина ва тоза кардани боқимондаҳо истифода мебаранд. Тозакунии плазма махсусан барои равандҳое мувофиқ аст, ки нигоҳдории якпорчагии сатҳро бидуни ворид кардани боқимондаҳои кимиёвӣ талаб мекунанд.
3. Системаҳои тозакунии автоматӣ
Бо густариши пайвастаи истеҳсоли нимноқилҳо, системаҳои тозакунии автоматӣ барои тозакунии вафлиҳои миқёси калон ба интихоби афзалиятнок табдил ёфтаанд. Ин системаҳо аксар вақт механизмҳои интиқоли автоматӣ, системаҳои тозакунии бисёрзарфӣ ва системаҳои назорати дақиқро дар бар мегиранд, то натиҷаҳои мунтазами тозакуниро барои ҳар як вафли таъмин кунанд.
5. Тамоюлҳои оянда
Бо коҳиш ёфтани дастгоҳҳои нимноқил, технологияи тозакунии варақаҳо ба самти ҳалли самараноктар ва аз ҷиҳати экологӣ тозатар таҳаввул меёбад. Технологияҳои тозакунии оянда ба инҳо тамаркуз хоҳанд кард:
Тозакунии зарраҳои зернанометрӣ: Технологияҳои мавҷудаи тозакунӣ метавонанд зарраҳои миқёси нанометриро коркард кунанд, аммо бо коҳиши минбаъдаи андозаи дастгоҳ, тоза кардани зарраҳои зернанометрӣ ба як мушкили нав табдил хоҳад ёфт.
Тозакунии сабз ва экологӣ: Кам кардани истифодаи моддаҳои кимиёвии зараровар ба муҳити зист ва таҳияи усулҳои тозакунии экологӣ, ба монанди тозакунии озон ва тозакунии мегасадоӣ, аҳамияти бештар пайдо мекунад.
Сатҳҳои баланди автоматикунонӣ ва зеҳнӣ: Системаҳои интеллектуалӣ имкон медиҳанд, ки дар раванди тозакунӣ мониторинги воқеӣ ва танзими параметрҳои гуногун анҷом дода шавад ва самаранокии тозакунӣ ва самаранокии истеҳсолотро боз ҳам беҳтар созанд.
Технологияи тозакунии пластинаҳо, ҳамчун як қадами муҳим дар истеҳсоли нимноқилҳо, дар таъмини тозагии сатҳҳои пластинаҳо барои равандҳои минбаъда нақши муҳим мебозад. Омезиши усулҳои гуногуни тозакунӣ ифлоскунандаҳоро самаранок тоза мекунад ва сатҳи субстрати тозаро барои қадамҳои оянда таъмин менамояд. Бо пешрафти технология, равандҳои тозакунӣ барои қонеъ кардани талабот барои дақиқии баландтар ва паст кардани сатҳи нуқсонҳо дар истеҳсоли нимноқилҳо оптимизатсия карда мешаванд.
Вақти нашр: 08 октябри соли 2024