Гарчанде ки ҳам кремний ва ҳам вафли шишагӣ ҳадафи умумии "тоза кардан"-ро доранд, мушкилот ва шеваҳои нокомии онҳо ҳангоми тозакунӣ ба куллӣ фарқ мекунанд. Ин тафовут аз хосиятҳои моддӣ ва талаботи мушаххасоти кремний ва шиша, инчунин "фалсафаи" тозакунии мушаххас, ки аз татбиқи ниҳоии онҳо бармеояд, бармеояд.
Аввалан, биёед фаҳмонем: Мо маҳз чиро тоза мекунем? Кадом ифлоскунандаҳо иштирок мекунанд?
Зарарҳоро ба чор гурӯҳ тақсим кардан мумкин аст:
-
Зарраҳои ифлоскунанда
-
Чанг, зарраҳои металлӣ, зарраҳои органикӣ, зарраҳои абразивӣ (аз раванди CMP) ва ғайра.
-
Ин ифлоскунандаҳо метавонанд ба нуқсонҳои намунавӣ, ба монанди кӯтоҳ ё схемаҳои кушод оварда расонанд.
-
-
ифлоскунандаҳои органикӣ
-
Ба пасмондаҳои фоторезистӣ, иловаҳои қатрон, равғанҳои пӯсти инсон, пасмондаҳои ҳалкунанда ва ғайра дохил мешаванд.
-
Ифлоскунандаҳои органикӣ метавонанд ниқобҳоеро ташкил кунанд, ки ба имплантатсия ё имплантатсияи ионҳо монеъ мешаванд ва пайвастшавии дигар филмҳои борикро коҳиш медиҳанд.
-
-
Олудакунандаи ионҳои металлӣ
-
Оҳан, мис, натрий, калий, калсий ва ғайра, ки асосан аз таҷҳизот, кимиёвӣ ва тамоси одамон пайдо мешаванд.
-
Дар нимноқилҳо ионҳои металлӣ ифлоскунандаҳои "қотил" мебошанд, ки сатҳи энергияро ба банди мамнӯъ ворид мекунанд, ки ҷараёни ихроҷро зиёд мекунанд, мӯҳлати интиқолдиҳандаро кӯтоҳ мекунанд ва хосиятҳои барқро ба таври ҷиддӣ вайрон мекунанд. Дар шиша, онҳо метавонанд ба сифат ва пайвастшавии филмҳои тунуки минбаъда таъсир расонанд.
-
-
Қабати оксиди ватанӣ
-
Барои вафли кремний: Табиист, ки қабати тунуки диоксиди кремний (Оксиди модарӣ) дар рӯи ҳаво ба вуҷуд меояд. Ғафсӣ ва якрангии ин қабати оксидиро назорат кардан душвор аст ва он бояд ҳангоми сохтани сохторҳои асосӣ ба монанди оксидҳои дарвоза комилан хориҷ карда шавад.
-
Барои вафли шиша: Худи шиша як сохтори шабакаи кремний аст, аз ин рӯ масъалаи "бардоштани қабати оксиди ватанӣ" вуҷуд надорад. Бо вуҷуди ин, мумкин аст сатҳ аз сабаби ифлосшавӣ тағир дода шуда бошад ва ин қабатро хориҷ кардан лозим аст.
-
I. Ҳадафҳои асосӣ: Тафовут байни иҷрои барқ ва камолоти ҷисмонӣ
-
Вафли кремний
-
Ҳадафи асосии тозакунӣ таъмини кори барқ аст. Мушаххасотҳо маъмулан шумориш ва андозаи қатъии зарраҳоро дар бар мегиранд (масалан, зарраҳои ≥0,1μm бояд самаранок хориҷ карда шаванд), консентратсияи ионҳои металлӣ (масалан, Fe, Cu бояд то ≤10¹⁰ атом/см² ё камтар назорат карда шаванд) ва сатҳи пасмондаҳои органикиро дар бар мегирад. Ҳатто ифлосшавии микроскопӣ метавонад ба кӯтоҳи ноқилҳо, ҷараёнҳои ихроҷ ё нокомии якпорчагии оксиди дарвоза оварда расонад.
-
-
Вафли шиша
-
Ҳамчун субстратҳо, талаботи асосӣ комилияти ҷисмонӣ ва устувории химиявӣ мебошанд. Мушаххасот ба ҷанбаҳои сатҳи макротамарказ, ба монанди набудани харошидан, доғҳои ҷудонашаванда ва нигоҳдории ноҳамворӣ ва геометрияи аслии рӯи замин тамаркуз мекунанд. Ҳадафи тозакунӣ пеш аз ҳама таъмини тозагии визуалӣ ва пайвастагии хуб барои равандҳои минбаъда ба монанди пӯшиш мебошад.
-
II. Табиати моддӣ: Фарқи асосии байни кристаллӣ ва аморфӣ
-
Силикон
-
Кремний як маводи кристаллӣ буда, сатҳи он табиатан қабати оксиди якхелаи оксиди кремний (SiO₂) мерӯяд. Ин қабати оксид ба кори барқ хатар эҷод мекунад ва бояд ҳамаҷониба ва яксон тоза карда шавад.
-
-
Шиша
-
Glass як шабакаи аморфӣ кремний аст. Маводи асосии он аз ҷиҳати таркиб ба қабати оксиди кремнийи кремний шабеҳ аст, яъне он метавонад бо кислотаи гидрофторӣ (HF) зуд канда шавад ва инчунин ба эрозияи қавии сілтӣ осебпазир аст, ки боиси афзоиши ноҳамворӣ ё деформатсияи рӯизаминӣ мегардад. Ин тафовути бунёдӣ дикта мекунад, ки тоза кардани вафли кремний метавонад рӯшноиро таҳаммул кунад, тофтани назоратшаванда барои тоза кардани ифлоскунандаҳо, дар ҳоле ки тоза кардани вафли шиша бояд бо эҳтиёти шадид анҷом дода шавад, то ба маводи асосӣ осеб нарасонад.
-
| Объекти тозакунӣ | Тоза кардани вафли кремний | Тоза кардани вафли шиша |
|---|---|---|
| Ҳадафи тозакунӣ | Қабати оксиди аслии худро дар бар мегирад | Усули тозакуниро интихоб кунед: Ҳангоми муҳофизати маводи асосӣ ифлоскунандаҳоро хориҷ кунед |
| Тозакунии стандартии RCA | - SPM(H₂SO₄/H₂O₂): Пасмондаҳои органикӣ/фоторезистиро нест мекунад | Ҷараёни асосии тозакунӣ: |
| - SC1(NH₄OH/H₂O₂/H₂O): Зарраҳои рӯизаминиро нест мекунад | Агенти тозакунандаи заиф: Дорои агентҳои фаъоли рӯизаминӣ барои тоза кардани ифлоскунандаҳои органикӣ ва зарраҳо | |
| - DHF(кислотаи гидрофторикӣ): қабати оксиди табиӣ ва дигар ифлоскунандаҳоро нест мекунад | Агенти тозакунандаи сілтӣ ё миёна: Барои тоза кардани ифлоскунандаҳои металлӣ ё ғайридавлатӣ истифода мешавад | |
| - SC2(HCl/H₂O₂/H₂O): ифлоскунандаҳои металлро тоза мекунад | Аз HF дар саросари ҷаҳон канорагирӣ кунед | |
| Химияҳои асосӣ | Кислотаҳои қавӣ, сілтҳои қавӣ, ҳалкунандаҳои оксидкунанда | Воситаи тозакунандаи заифи сілтӣ, ки махсус барои тоза кардани ифлосшавии ҳалим таҳия шудааст |
| Воситаҳои ҷисмонӣ | Оби деионизатсияшуда (барои шустани тозагии баланд) | Шустани ултрасадо, мегасоникӣ |
| Технологияи хушккунӣ | Мегасоникӣ, хушккунии буғи IPA | Хушккунии нарм: оҳиста бардоред, хушккунии буғи IPA |
III. Муқоисаи маҳлулҳои тозакунӣ
Дар асоси ҳадафҳои дар боло зикршуда ва хусусиятҳои моддӣ, маҳлулҳои тозакунӣ барои вафли кремний ва шишагӣ фарқ мекунанд:
| Тоза кардани вафли кремний | Тоза кардани вафли шиша | |
|---|---|---|
| Ҳадафи тозакунӣ | Бартараф кардани ҳамаҷониба, аз ҷумла қабати оксиди модарии вафли. | Бартарафсозии интихобӣ: ҳангоми муҳофизати субстрат ифлоскунандаҳоро нест кунед. |
| Раванди маъмулӣ | RCA стандартии тоза:•SPM(H₂SO₄/H₂O₂): органикҳои вазнин/фоторезистҳоро нест мекунад •SC1(NH₄OH/H₂O₂/H₂O): тозакунии зарраҳои сілтӣ •DHF(HF обшуда): қабати оксиди ватанӣ ва металлҳоро нест мекунад •SC2(HCl/H₂O₂/H₂O): ионҳои металлиро хориҷ мекунад | Ҷараёни тозакунии хос:•Тозакунандаи ҳалим-ишорабо моддахои сурфактан барои тоза кардани органики ва заррачахо •Тозакунандаи кислота ё нейтралбарои тоза кардани ионҳои металлӣ ва дигар ифлоскунандаҳо •Аз HF дар тамоми раванд худдорӣ кунед |
| Химияҳои асосӣ | Кислотаҳои қавӣ, оксидҳои қавӣ, маҳлулҳои ишқӣ | Тозакунандаи ҳалим-ишора; тозакунандаҳои махсуси бетараф ё каме туршӣ |
| Кӯмаки ҷисмонӣ | Мегасоник (самаранокии баланд, тозакунии зарраҳои нарм) | Ультрасадо, мегасадо |
| Хушк кардан | хушк кардани марангонӣ; Хушк кардани буғи IPA | хушккунии суст; Хушк кардани буғи IPA |
-
Раванди тоза кардани вафли шиша
-
Дар айни замон, аксари корхонаҳои коркарди шиша расмиёти тозакуниро дар асоси хусусиятҳои моддии шиша истифода мебаранд, ки асосан ба агентҳои тозакунандаи сілтӣ такя мекунанд.
-
Хусусиятҳои агенти тозакунӣ:Ин агентҳои махсуси тозакунӣ маъмулан суст сілтӣ мебошанд, бо pH тақрибан 8-9. Онҳо одатан дорои сурфактантҳо (масалан, эфири алкилии полиоксиэтилен), агентҳои хелати металлӣ (масалан, HEDP) ва воситаҳои тозакунандаи органикӣ мебошанд, ки барои эмульсия ва таҷзия кардани ифлоскунандагони органикӣ ба монанди равған ва изи ангуштҳо пешбинӣ шудаанд, дар ҳоле ки ба матритсаи шиша ҳадди аққал зангзананда мебошанд.
-
Ҷараёни раванд:Раванди тозакунии маъмулӣ истифодаи консентратсияи мушаххаси агентҳои тозакунандаи сілтӣ дар ҳарорат аз ҳарорати хонагӣ то 60 °C ва дар якҷоягӣ бо тозакунии ултрасадо иборат аст. Пас аз тозакунӣ, вафлиҳо бо оби соф ва хушккунии нарм қадамҳои чандкарата шуста мешаванд (масалан, оҳиста бардоштан ё хушккунии буғи IPA). Ин раванд ба таври муассир ба талаботи вафли шишагӣ барои тозагии визуалӣ ва тозагии умумӣ ҷавобгӯ аст.
-
-
Раванди тоза кардани вафли кремний
-
Барои коркарди нимноқилҳо, вафли кремний одатан аз тозакунии стандартии RCA мегузаранд, ки як усули хеле самараноки тозакунӣ мебошад, ки қодир ба таври мунтазам ҳалли ҳама намуди ифлоскунандаҳоро таъмин мекунад ва қонеъ кардани талаботи кори барқро барои дастгоҳҳои нимноқил таъмин мекунад.
-
IV. Вақте ки шиша ба стандартҳои олии "тозагӣ" мувофиқат мекунад
Вақте ки пластинҳои шишагӣ дар барномаҳое истифода мешаванд, ки ҳисобкунии сахти зарраҳо ва сатҳи ионҳои металлро талаб мекунанд (масалан, ҳамчун субстратҳо дар равандҳои нимноқил ё барои қабати аълои қабати тунук), раванди тозакунии дохилӣ дигар кофӣ нест. Дар ин ҳолат, принсипҳои тозакунии нимноқилро метавон татбиқ кард, ки стратегияи тозакунии RCA-ро ҷорӣ мекунад.
Асоси ин стратегия ин обёрӣ ва оптимизатсияи параметрҳои стандартии равандҳои RCA барои мутобиқ кардани табиати ҳассоси шиша мебошад:
-
Бартараф кардани ифлоскунандаи органикӣ:Маҳлулҳои SPM ё оби сабуктари озон метавонанд барои таҷзия кардани ифлоскунандагони органикӣ тавассути оксидшавии қавӣ истифода шаванд.
-
Хориҷ кардани зарраҳо:Маҳлули хеле маҳлулшудаи SC1 дар ҳарорати пасттар ва вақти кӯтоҳтари коркард барои истифода аз тазриқи электростатикӣ ва эффектҳои микроэтинг барои нест кардани зарраҳо ва кам кардани зангзании шиша истифода мешавад.
-
Бартараф кардани ионҳои металлӣ:Барои тоза кардани ифлоскунандаҳои металлӣ тавассути хелатсия маҳлули SC2 ё маҳлули содаи кислотаи гидрохлоридӣ/кислотаи азот истифода мешавад.
-
Манъи қатъӣ:Барои пешгирии зангзании субстрат шиша бояд аз DHF (ди-фториди аммоний) комилан пешгирӣ кард.
Дар тамоми раванди тағирёфта, омезиши технологияи мегасоникӣ самаранокии нест кардани зарраҳои наноҳаҷмро ба таври назаррас афзоиш медиҳад ва дар рӯи замин мулоимтар аст.
Хулоса
Равандҳои тоза кардани вафли кремний ва шиша натиҷаи ногузири муҳандисии баръакс дар асоси талаботи ниҳоии татбиқи онҳо, хосиятҳои моддӣ ва хусусиятҳои физикӣ ва химиявӣ мебошанд. Тоза кардани вафли кремний барои иҷрои барқ "тозагии сатҳи атомӣ"-ро меҷӯяд, дар ҳоле ки тоза кардани вафли шишагӣ ба ноил шудан ба сатҳи физикии "комил ва осебнадида" тамаркуз мекунад. Азбаски вафли шишагӣ дар барномаҳои нимноқилҳо бештар истифода мешавад, равандҳои тозакунии онҳо ногузир аз тозакунии анъанавии заифи сілтӣ таҳаввул хоҳанд кард ва ҳалли бештар тозашуда ва фармоишӣ ба монанди раванди тағирёфтаи RCA барои мувофиқат ба стандартҳои баландтари тозагӣ таҳия хоҳанд шуд.
Вақти фиристодан: октябр-29-2025