Çygly arassalamak (Çygly arassalamak) ýarymgeçirijileri öndürmek proseslerinde möhüm ädimleriň biridir, ol plastinkanyň ýüzünden dürli hapalanmalary aýyrmaga we indiki proses ädimleriniň arassa ýüzünde ýerine ýetirilmegini üpjün etmäge gönükdirilendir.
Ýarymgeçiriji enjamlaryň ölçegleri kiçelmegi we takyklyk talaplary artmagy bilen, waferleri arassalamak prosesleriniň tehniki talaplary barha berkleşýär. Waferiň ýüzündäki iň kiçi bölejikler, organiki materiallar, metal ionlary ýa-da oksid galyndylary hem enjamyň işine düýpli täsir edip, şeýdip ýarymgeçiriji enjamlaryň öndürijiligine we ygtybarlylygyna täsir edip biler.
Waferleri arassalamagyň esasy ýörelgeleri
Plastinany arassalamagyň esasy maksady, plastinanyň soňraky gaýtadan işlemek üçin amatly arassa ýüzüne eýe bolmagyny üpjün etmek üçin fiziki, himiki we beýleki usullar arkaly plastinanyň ýüzünden dürli hapaçylyklary netijeli aýyrmakdan ybaratdyr.
Hapalanmanyň görnüşi
Enjamyň häsiýetlerine esasy täsirler
| makalanyň hapalanmagy | Nusga kemçilikleri
Ion implantasiýasynyň kemçilikleri
Izolaýsiýa plýonkasynyň döwülme kemçilikleri
| |
| Metall hapalanmasy | Alkali metallary | MOS tranzistorynyň durnuksyzlygy
Derwezäniň oksid plýonkasynyň dargamagy/degradasiýasy
|
| Agyr metallar | PN geçişiniň ters sızma togunyň artmagy
Derwezäniň oksid plýonkasynyň döwülme kemçilikleri
Azlyk daşaýjylaryň ömürboýy pese gaçmagy
Oksid gyjyndyryjy gatlagynyň kemçiliginiň döremegi
| |
| Himiki hapalanma | Organiki material | Derwezäniň oksid plýonkasynyň döwülme kemçilikleri
Ýürek-damar keseliniň plýonka görnüşleri (inkubasiýa wagtlary)
Termal oksid plýonkasynyň galyňlygynyň üýtgemeleri (çaltlaşdyrylan oksidlenme)
Dumanyň ýüze çykmagy (wafer, linza, aýna, maska, tor)
|
| Organiki däl garyndylar (B, P) | MOS tranzistor V-nji geçişler
Si substratynyň we ýokary garşylykly poli-kremniý listleriniň garşylyk üýtgemeleri
| |
| Organiki däl esaslar (aminler, ammiak) we kislotalar (SOx) | Himiki taýdan güýçlendirilen rezistleriň çözgüdiniň pese gaçmagy
Duzuň döremegi sebäpli bölejikleriň hapalanmagynyň we dumanlanmagynyň ýüze çykmagy
| |
| Çyglylyk, howa sebäpli tebigy we himiki oksid plýonkalary | Kontakt garşylygynyň artmagy
Derwezäniň oksid plýonkasynyň dargamagy/degradasiýasy
| |
Hususan-da, waferleri arassalamak prosesiniň maksatlary aşakdakylary öz içine alýar:
Bölejikleri aýyrmak: Plastinanyň ýüzüne ilişýän kiçi bölejikleri aýyrmak üçin fiziki ýa-da himiki usullary ulanmak. Kiçi bölejikleri aýyrmak, olaryň we plitanyň ýüzüniň arasyndaky güýçli elektrostatik güýçler sebäpli has kyn bolýar we bu bolsa ýörite bejergini talap edýär.
Organiki materiallary aýyrmak: Ýag we fotorezist galyndylary ýaly organiki hapalanmalar plastinanyň ýüzüne ýapyşyp biler. Bu hapalanmalar, adatça, güýçli oksidleýji maddalar ýa-da erginler arkaly aýrylýar.
Metal Ionlaryny Aýyrmak: Plastinkanyň ýüzündäki metal ionlarynyň galyndylary elektrik öndürijiligini peseldip, hatda soňraky işleme ädimlerine täsir edip biler. Şonuň üçin bu ionlary aýyrmak üçin ýörite himiki erginler ulanylýar.
Oksid aýyrmak: Käbir prosesler plastina ýüzüniň kremniý oksidi ýaly oksid gatlaklaryndan arassa bolmagyny talap edýär. Şeýle ýagdaýlarda, käbir arassalamak tapgyrlarynda tebigy oksid gatlaklaryny aýyrmak gerek bolýar.
Plastinany arassalamak tehnologiýasynyň kynçylygy plastinanyň ýüzüne ýaramaz täsir etmezden, meselem, ýüzüniň gödekleşmesiniň, poslamasynyň ýa-da beýleki fiziki zeperlenmeleriň öňüni almazdan, hapa maddalary netijeli aýyrmakdan ybaratdyr.
2. Waferi arassalamak prosesiniň akymy
Plitkany arassalamak prosesi, adatça, hapa maddalaryň doly aýrylmagyny we doly arassa ýüzi gazanmagy üpjün etmek üçin birnäçe ädimleri öz içine alýar.
Surat: Partiýaly we ýeke-täk waferli arassalamagyň deňeşdirmesi
Plitkalary arassalamagyň adaty prosesi aşakdaky esasy ädimleri öz içine alýar:
1. Öňünden arassalamak (Öňünden arassalamak)
Öňünden arassalamagyň maksady waferiň ýüzünden boş hapalanmalary we uly bölejikleri aýyrmakdyr, bu bolsa adatça deionizirlenen suw (DI Water) bilen çaýkamak we ultrases arassalamak arkaly amala aşyrylýar. Deionizirlenen suw ilki bilen waferiň ýüzünden bölejikleri we ereýän hapalanmalary aýryp biler, ultrases arassalamak bolsa bölejikler bilen waferiň ýüzüniň arasyndaky baglanyşygy bozmak üçin kawitasiýanyň täsirini ulanýar we olaryň aýrylmagyny aňsatlaşdyrýar.
2. Himiki arassalamak
Plastinany arassalamak prosesiniň esasy ädimleriniň biri bolan himiki arassalamak, plastinanyň ýüzünden organiki materiallary, metal ionlaryny we oksidleri aýyrmak üçin himiki erginleri ulanmakdyr.
Organiki maddalary aýyrmak: Adatça, organiki hapalanmalary eredip, oksidleşdirmek üçin aseton ýa-da ammiak/peroksid garyndysy (SC-1) ulanylýar. SC-1 ergini üçin adaty gatnaşyk NH₄OH-dyr.
₂O₂
₂O = 1:1:5, iş temperaturasy takmynan 20°C.
Metal Ionlaryny Aýyrmak: Plastinanyň ýüzünden metal ionlaryny aýyrmak üçin azot kislotasy ýa-da duz kislotasy/peroksid garyndylary (SC-2) ulanylýar. SC-2 ergini üçin adaty gatnaşyk HCl-dir.
₂O₂
₂O = 1:1:6, temperatura takmynan 80°C derejede saklanýar.
Oksid aýyrmak: Käbir proseslerde, waferiň ýüzünden asyl oksid gatlagynyň aýrylmagy talap edilýär, munuň üçin gidroftor turşusynyň (HF) ergini ulanylýar. HF ergini üçin adaty gatnaşyk HF-dir.
₂O = 1:50 we ony otagyň temperaturasynda ulanyp bolýar.
3. Soňky arassalaýyş
Himiki arassalamakdan soň, waferler adatça ýüzünde himiki galyndylaryň galmazlygyny üpjün etmek üçin soňky arassalamak tapgyryndan geçýärler. Soňky arassalamak üçin esasan deionizirlenen suw ulanylýar we doly çaýkamak üçin ulanylýar. Mundan başga-da, waferiň ýüzünden galan hapalanmalary has-da aýyrmak üçin ozon suwuny arassalamak (O₃/H₂O) ulanylýar.
4. Guratmak
Arassalanan wafliler suw yzlarynyň ýa-da hapa maddalaryň gaýtadan ýapyşmagynyň öňüni almak üçin çalt guradylmalydyr. Umumy guradyş usullaryna aýlanyp guradyş we azot bilen arassalamak girýär. Birinji usul ýokary tizlikde aýlanyp, wafliniň ýüzünden çyglylygy aýyrýar, ikinji usul bolsa gurak azot gazyny wafliniň ýüzüne üfläp, doly guradyşyny üpjün edýär.
Hapalanýan madda
Arassalaýyş amalynyň ady
Himiki garyndynyň düşündirişi
Himiki maddalar
| Bölejikler | Piranha (SPM) | Kükürt kislotasy/wodorod peroksid/DI suw | H2SO4/H2O2/H2O 3-4:1; 90°C |
| SC-1 (APM) | Ammonium gidroksid/wodorod peroksid/DI suw | NH4OH/H2O2/H2O 1:4:20; 80°C | |
| Metallar (mis däl) | SC-2 (HPM) | Hidroklor turşusy/wodorod peroksid/DI suw | HCl/H2O2/H2O1:1:6; 85°C |
| Piranha (SPM) | Kükürt kislotasy/wodorod peroksid/DI suw | H2SO4/H2O2/H2O3-4:1; 90°C | |
| DHF | Ftor kislotasyny/DI suwuny suwuklandyryň (mis aýyrmaz) | HF/H2O1:50 | |
| Organiki önümler | Piranha (SPM) | Kükürt kislotasy/wodorod peroksid/DI suw | H2SO4/H2O2/H2O 3-4:1; 90°C |
| SC-1 (APM) | Ammonium gidroksid/wodorod peroksid/DI suw | NH4OH/H2O2/H2O 1:4:20; 80°C | |
| DIO3 | Deionizirlenen suwdaky ozon | O3/H2O optimizirlenen garyndylar | |
| Ýerli oksid | DHF | Suwuk gidrofluor turşusy/DI suwuny | HF/H2O 1:100 |
| BHF | Buferli gidrofluor turşusy | NH4F/HF/H2O |
3. Waferi arassalamagyň umumy usullary
1. RCA arassalaýyş usuly
RCA arassalamak usuly ýarymgeçiriji senagatynda iň nusgawy wafer arassalamak usullarynyň biridir we 40 ýyldan gowrak wagt mundan ozal RCA korporasiýasy tarapyndan işlenip düzüldi. Bu usul esasan organiki hapalanmalary we metal ionlarynyň garyndylaryny aýyrmak üçin ulanylýar we iki tapgyrda ýerine ýetirilip bilner: SC-1 (Standart Arassalama 1) we SC-2 (Standart Arassalama 2).
SC-1 Arassalamak: Bu ädim, esasan, organiki hapalanmalary we bölejikleri aýyrmak üçin ulanylýar. Eritme ammiak, wodorod peroksid we suwuň garyndysy bolup, plastina ýüzünde inçe kremniý oksidi gatlagyny emele getirýär.
SC-2 Arassalamak: Bu ädim, esasan, duz turşusynyň, wodorod peroksidiň we suwuň garyndysyny ulanyp, metal ion hapalanmalaryny aýyrmak üçin ulanylýar. Gaýtadan hapalanmagyň öňüni almak üçin waferiň ýüzünde inçe passiwasiýa gatlagy galdyrýar.
2. Piranhany arassalamak usuly (Piranha Etch Clean)
Piranha arassalamak usuly, adatça 3:1 ýa-da 4:1 gatnaşykda kükürt kislotasy we wodorod peroksidiniň garyndysyny ulanyp, organiki materiallary aýyrmak üçin örän netijeli usuldyr. Bu erginiň örän güýçli oksidleşdiriji häsiýetleri sebäpli, ol köp mukdarda organiki maddalary we berk hapalanmalary aýryp bilýär. Bu usul, wafere zyýan ýetirmezlik üçin şertleriň, esasanam temperatura we konsentrasiýa babatda berk gözegçiligini talap edýär.
Ultrases arassalamak, waferiň ýüzünden hapa maddalary aýyrmak üçin suwuklykdaky ýokary ýygylykly ses tolkunlarynyň döredýän kawitasiýa täsirini ulanýar. Adaty ultrases arassalamak bilen deňeşdirilende, megases arassalamak has ýokary ýygylykda işleýär we waferiň ýüzüne zeper ýetirmezden, mikrondan kiçi bölejikleri has netijeli aýyrmaga mümkinçilik berýär.
4. Ozon arassalaýyş
Ozon arassalaýyş tehnologiýasy ozonyň güýçli oksidleşdiriji häsiýetlerini ulanyp, waferiň ýüzünden organiki hapalanmalary parçalaýar we aýyrýar, netijede olary zyýansyz uglerod dioksidine we suwa öwürýär. Bu usul gymmat himiki reagentleri ulanmagy talap etmeýär we daşky gurşawyň hapalanmagyny azaldýar, bu bolsa ony wafer arassalaýyş ulgamynda täze tehnologiýa öwürýär.
4. Wafer Arassalaýyş Işiniň Enjamlary
Plastinkalary arassalamak prosesleriniň netijeliligini we howpsuzlygyny üpjün etmek üçin ýarymgeçirijiler önümçiliginde dürli öňdebaryjy arassalaýjy enjamlar ulanylýar. Esasy görnüşlerine aşakdakylar girýär:
1. Çygly arassalaýyş enjamlary
Çygly arassalaýyş enjamlary dürli çümdüriş baklaryny, ultrases arassalaýyş baklaryny we aýlaw guradyjylaryny öz içine alýar. Bu enjamlar waferiň ýüzünden hapa maddalary aýyrmak üçin mehaniki güýçleri we himiki reagentleri birleşdirýär. Çümdüriş baklary, adatça, himiki erginleriň durnuklylygyny we netijeliligini üpjün etmek üçin temperatura gözegçilik ulgamlary bilen enjamlaşdyrylandyr.
2. Himiki arassalaýyş enjamlary
Gury arassalaýyş enjamlary, esasan, plazma arassalaýjylaryny öz içine alýar, olar plazmadaky ýokary energiýaly bölejikleri ulanyp, plazmanyň ýüzünden galyndylary aýyrýarlar we olaryň bilen reaksiýa girýärler. Plazma arassalaýyş, esasanam, himiki galyndylary goşmazdan, ýüzüň bitewüligini saklamagy talap edýän prosesler üçin amatlydyr.
3. Awtomatlaşdyrylan Arassalaýyş Ulgamlary
Ýarymgeçiriji önümçiliginiň üznüksiz giňelmegi bilen, awtomatlaşdyrylan arassalaýyş ulgamlary uly göwrümli waferleri arassalamak üçin iň gowy saýlawa öwrüldi. Bu ulgamlar köplenç awtomatlaşdyrylan geçiriji mehanizmleri, köp bakly arassalaýyş ulgamlaryny we her bir wafer üçin yzygiderli arassalaýyş netijelerini üpjün etmek üçin takyk dolandyryş ulgamlaryny öz içine alýar.
5. Geljekki meýiller
Ýarymgeçiriji enjamlar kiçelmegini dowam etdirýän mahaly, waflileri arassalamak tehnologiýasy has netijeli we ekologiýa taýdan arassa çözgütlere tarap ösýär. Geljekki arassalamak tehnologiýalary aşakdakylara gönükdiriler:
Nanometrden aşak bölejikleri aýyrmak: Bar bolan arassalaýyş tehnologiýalary nanometr ölçegli bölejikleri işläp bilýär, ýöne enjamyň ölçegleriniň has-da kiçelmegi bilen nanometrden aşak bölejikleri aýyrmak täze kynçylyga öwrüler.
Ýaşyl we ekologiýa taýdan arassa arassalaýyş: Daşky gurşawa zyýanly himiki maddalaryň ulanylyşyny azaltmak we ozon arassalamak we megases arassalamak ýaly ekologiýa taýdan arassa arassalaýyş usullaryny işläp düzmek barha möhümleşer.
Awtomatlaşdyrmagyň we aň-düşünjäniň ýokary derejesi: Akylly ulgamlar arassalaýyş prosesinde dürli parametrleri real wagt režiminde gözegçilikde saklamaga we düzetmäge mümkinçilik berer, arassalaýyş netijeliligini we önümçilik netijeliligini has-da ýokarlandyrar.
Ýarymgeçirijiler önümçiliginde möhüm ädim hökmünde waferleri arassalamak tehnologiýasy indiki prosesler üçin arassa wafer ýüzlerini üpjün etmekde möhüm rol oýnaýar. Dürli arassalaýyş usullarynyň utgaşmasy hapaçylyklary netijeli aýyrýar we indiki ädimler üçin arassa substrat ýüzini üpjün edýär. Tehnologiýa ösende, ýarymgeçirijiler önümçiliginde has ýokary takyklyk we pes kemçilik derejesi talaplaryny kanagatlandyrmak üçin arassalamak prosesleri optimizirlenmegini dowam etdirer.
Ýerleşdirilen wagty: 2024-nji ýylyň 8-nji oktýabry