Ýarymgeçirijiler önümçiliginde wafer arassalaýyş tehnologiýasy

Ýarymgeçirijiler önümçiliginde wafer arassalaýyş tehnologiýasy

Plastinany arassalamak ýarymgeçiriji önümçilik prosesiniň tutuş dowamynda möhüm ädim bolup, enjamyň işine we önümçilik hasyllylygyna gönüden-göni täsir edýän esasy faktorlaryň biridir. Çip öndürilişi mahalynda, hatda iň kiçi hapalanma hem enjamyň häsiýetlerini ýaramazlaşdyryp ýa-da doly näsazlyga sebäp bolup biler. Netijede, arassalaýyş prosesleri ýüzleý hapalanmalary aýyrmak we plastinanyň arassalygyny üpjün etmek üçin önümçilik tapgyrlarynyň her birinden öň we soň ulanylýar. Arassalamak ýarymgeçiriji önümçilikde iň köp ulanylýan amal bolup, takmynan...Ähli proses ädimleriniň 30% -i.

Gaty uly möçberli integrasiýanyň (VLSI) üznüksiz ölçeklendirilmegi bilen, proses düwünleri öňe gitdi28 nm, 14 nm we ondan ýokary, enjamlaryň dykyzlygynyň ýokarlanmagyna, çyzyklaryň darlaşmagyna we prosesleriň barha çylşyrymlaşmagyna sebäp bolýar. Ösen düwünler hapalanmaga has duýgur, kiçi aýratynlyk ölçegleri bolsa arassalamagy has kynlaşdyrýar. Netijede, arassalamak ädimleriniň sany artmagyny dowam etdirýär we arassalamak has çylşyrymlaşdy, has möhüm we has kynlaşdy. Mysal üçin, 90 nm çip adatça takmynan90 arassalaýyş ädimi, 20 nm çip bolsa takmynan215 arassalaýyş ädimiÖnümçilik 14 nm, 10 nm we has kiçi düwünlere çenli öňe gitdigiçe, arassalamak işleriniň sany artmagyny dowam etdirer.

Esasan,Waferi arassalamak, waferiň ýüzünden hapaçylyklary aýyrmak üçin himiki işlemeleri, gazlary ýa-da fiziki usullary ulanýan proseslere degişlidir.Bölejikler, metallar, organiki galyndylar we ýerli oksidler ýaly hapaçylyklar enjamyň işine, ygtybarlylygyna we önümçiligine ýaramaz täsir edip biler. Arassalamak yzygiderli önümçilik ädimleriniň arasynda "köpri" bolup hyzmat edýär - mysal üçin, çökündi we litografiýadan öň ýa-da aşındyrmadan, CMP-den (himiki mehaniki jylaňlama) we ion implantasiýasyndan soň. Giňden aýdylanda, wafer arassalamak aşakdakylara bölünip bilnerçygly arassalamakwehimiki arassalamak.

Çygly arassalaýyş

Waferleri arassalamak üçin çygly arassalamakda himiki erginler ýa-da deionizirlenen suw (DIW) ulanylýar. Iki esasy usul ulanylýar:

• Çümdürmek usuly: wafliler erginler ýa-da DIW bilen doldurylan baklara batyrylýar. Bu, esasanam ösen tehnologiýa düwünleri üçin iň giňden ulanylýan usuldyr.

• Püskürtme usuly: hapaçylyklary aýyrmak üçin aýlanýan waferlere erginler ýa-da DIW püskürdilýär. Çümdürmek birnäçe waferleri tapgyrlaýyn gaýtadan işlemäge mümkinçilik berse-de, püskürdýän arassalamak her kamerada diňe bir waferi dolandyrýar, ýöne has gowy gözegçilik üpjün edýär, bu bolsa ösen düwünlerde barha köp ýaýran edýär.

Himiki arassalamak

Adyndan görnüşi ýaly, himiki arassalamak erginlerden ýa-da DIW-den gaça durýar, onuň ýerine hapa maddalary aýyrmak üçin gazlary ýa-da plazmany ulanýar. Ösen düwünlere tarap iterilmegi bilen, himiki arassalamak ähmiýeti artýar, sebäbi onuňýokary takyklykwe organiki maddalara, nitridlere we oksidlere garşy netijeliligi. Şeýle-de bolsa, bu talap edýärenjamlara has köp maýa goýumlary, has çylşyrymly işleýiş we has berk proses gözegçiligiBaşga bir artykmaçlyk, himiki arassalamagyň çygly usullar bilen emele gelýän köp mukdarda hapa suwlary azaltmagydyr.

Çygly arassalamak boýunça umumy usullar

1. DIW (Deionizirlenen Suw) Arassalaýyş

DIW çygly arassalamakda iň köp ulanylýan arassalaýjy serişdedir. Arassalanmadyk suwdan tapawutlylykda, DIW-de geçiriji ionlar ýok diýen ýaly, bu bolsa korroziýanyň, elektrohimiki reaksiýalaryň ýa-da enjamyň zaýalanmagynyň öňüni alýar. DIW esasan iki usulda ulanylýar:

1. Waferiň ýüzüni gönüden-göni arassalamak– Adatça, wafer aýlanýan wagtynda rolikler, çotgalar ýa-da püskürtüji nozullar bilen bir wafer režiminde ýerine ýetirilýär. Kynçylyk elektrostatik zarýadyň toplanmagydyr, bu bolsa kemçilikleri döredip biler. Muny azaltmak üçin, waferi hapalamazdan geçirijiligi gowulandyrmak üçin CO₂ (käwagt NH₃) DIW-a eredilýär.

2. Himiki arassalamakdan soň çaýkamak– DIW, plastinanyň üstünde galdyrylan ýagdaýynda ony poslap ýa-da enjamyň işini peseldip biljek galyndylary arassalaýjy erginleri aýyrýar.

2. HF (fluor turşusy) arassalamak

HF aýyrmak üçin iň täsirli himiki maddadyrtebigy oksid gatlaklary (SiO₂)kremniý waferlerinde we ähmiýeti boýunça diňe DIW-den soň ikinji orunda durýar. Şeýle hem, ol birikdirilen metallary eredip, gaýtadan oksidlenmegi basyp ýatyrýar. Şeýle-de bolsa, HF aşındyrmasy waferleriň ýüzlerini gödekleşdirip we käbir metallara islenilmeýän ýagdaýda hüjüm edip biler. Bu meseleleri çözmek üçin, saýlanyjylygy ýokarlandyrmak we hapalanmagy azaltmak üçin HF-i suwuklandyrmak, oksidleýjileri, ýüzleý işjeň maddalary ýa-da kompleksleşdiriji agentleri goşmak usullary kämilleşdirildi.

3. SC1 Arassalaýyş (Standart Arassalaýyş 1: NH₄OH + H₂O₂ + H₂O)

SC1 aýyrmak üçin tygşytly we ýokary netijeli usuldyrorganiki galyndylar, bölejikler we käbir metallarBu mehanizm H₂O₂-nyň oksidleşdiriji täsirini we NH₄OH-nyň ereýän täsirini birleşdirýär. Şeýle hem, ol elektrostatik güýçler arkaly bölejikleri yzyna serpikdirýär we ultrases/megason kömegi netijeliligi has-da ýokarlandyrýar. Şeýle-de bolsa, SC1 plastinalaryň ýüzüni gödekleşdirip biler, bu bolsa himiki gatnaşyklary üns bilen optimizirlemegi, ýüz dartgynlylygynyň gözegçiligini (surfaktantlar arkaly) we metalyň gaýtadan çökmegini basyp ýatyrmak üçin helator agentlerini talap edýär.

4. SC2 Arassalaýyş (Standart Arassalaýyş 2: HCl + H₂O₂ + H₂O)

SC2 aýyrmak arkaly SC1-iň üstüni ýetirýärmetal hapalanmalaryOnuň güýçli kompleksleşme ukyby oksidlenen metallary ereýän duzlara ýa-da komplekslere öwürýär we olar ýuwulýar. SC1 organiki maddalar we bölejikler üçin netijeli bolsa-da, SC2 metal adsorbsiýasynyň öňüni almak we metal hapalanmagynyň pes derejesini üpjün etmek üçin has gymmatlydyr.

5. O₃ (Ozon) Arassalaýyş

Ozon arassalamak, esasan, şu maksatlar üçin ulanylýarorganiki maddalary aýyrmakweDIW-ni dezinfeksiýa etmekO₃ güýçli oksidleýji hökmünde hereket edýär, ýöne gaýtadan çökündi döredip biler, şonuň üçin ol köplenç HF bilen utgaşdyrylýar. Temperaturany optimizirlemek örän möhümdir, sebäbi O₃-nyň suwda eremegi ýokary temperaturada peselýär. Hlor esasly dezinfeksiýa serişdelerinden (ýarymgeçiriji zawodlarda kabul ederliksiz) tapawutlylykda, O₃ DIW ulgamlaryny hapalamazdan kisloroda parçalanýar.

6. Organiki ergin bilen arassalamak

Käbir ýöriteleşdirilen proseslerde, standart arassalaýyş usullary ýeterlik bolmadyk ýa-da ýaramsyz bolan ýerlerde (meselem, oksid emele gelmeginiň öňüni almak zerur bolanda) organiki erginler ulanylýar.

Netije

Wafer arassalamakiň köp gaýtalanýan ädimýarymgeçirijiler önümçiliginde we önümiň öndürijiligine we ygtybarlylygyna gönüden-göni täsir edýär. Öňe gitmek bilenuly waferler we kiçi enjam geometriýalary, waferiň ýüzüniň arassalygyna, himiki ýagdaýyna, gödekligine we oksid galyňlygyna bolan talaplar barha berkleşýär.

Bu makalada DIW, HF, SC1, SC2, O₃ we organiki ergin usullary ýaly ösen we ösen wafer arassalaýyş tehnologiýalary, olaryň mehanizmleri, artykmaçlyklary we çäklendirmeleri gözden geçirildi. Iki tarapdan hem.ykdysady we ekologiýa nukdaýnazarlary, waferleri arassalamak tehnologiýasynyň yzygiderli kämilleşdirilmegi ösen ýarymgeçiriji önümçiliginiň talaplaryny kanagatlandyrmak üçin möhümdir.