Silikon wafli we aýna wafli: Aslynda näme arassalaýarys? Material materialdan başlap, prosese esaslanýan arassalaýyş çözgütlerine çenli

Silikon we aýna wafli ikisiniňem “arassalanmak” baradaky umumy maksady bar bolsa-da, arassalamak döwründe ýüze çykýan kynçylyklar we şowsuzlyk usullary düýpgöter tapawutlanýar. Bu gapma-garşylyk, kremniniň we aýnanyň mahsus material aýratynlyklaryndan we spesifikasiýa talaplaryndan, şeýle hem soňky ulanyşlary bilen arassalanmagyň aýratyn “filosofiýasyndan” ýüze çykýar.

Ilki bilen aýdyňlaşdyralyň: Näme arassalaýarys? Haýsy hapalar bar?

Hapalanýanlary dört kategoriýa bölmek bolar:

1. Bölejik hapalaýjylary

   • Toz, metal bölejikleri, organiki bölejikler, abraziw bölejikler (CMP prosesinden) we ş.m.

   • Bu hapalaýjylar, şort ýa-da açyk zynjyr ýaly nagyş kemçiliklerine sebäp bolup biler.

2. Organiki hapalar

   • Fotorezist galyndylaryny, rezin goşundylaryny, adam deri ýaglaryny, çözüji galyndylary we ş.m. öz içine alýar.

   • Organiki hapalar, çişmegine ýa-da ion implantasiýasyna päsgel berýän we beýleki inçe filmleriň ýelmeşmegini azaldýan maskalary emele getirip biler.

3. Metal Ion hapalaýjylary

   • Demir, mis, natriý, kaliý, kalsiý we ş.m. ilkinji nobatda enjamlardan, himiki serişdelerden we adam gatnaşyklaryndan gelýär.

   • Ondarymgeçirijilerde metal ionlary “öldüriji” hapalaýjy bolup, syzýan toky köpeldýän, daşaýjynyň ömrüni gysgaldýan we elektrik häsiýetlerine agyr zeper ýetirýän gadagan zolakda energiýa derejesini girizýär. Aýnada, soňraky inçe filmleriň hiline we ýelmeşmegine täsir edip biler.

4. Oxerli oksid gatlagy

   • Silikon wafli üçin: Howanyň üstünde tebigy ýagdaýda kremniniň dioksidiniň (ýerli oksid) inçe gatlagy emele gelýär. Bu oksid gatlagynyň galyňlygyny we birmeňzeşligini dolandyrmak kyn, derwezäniň oksidleri ýaly esasy gurluşlar ýasalanda ony doly aýyrmaly.

   • Aýna wafli üçin: Aýnanyň özi kremniniň tor gurluşy, şonuň üçin “ýerli oksid gatlagyny aýyrmak” meselesi ýok. Şeýle-de bolsa, hapalanma sebäpli ýerüsti üýtgedilen bolmagy mümkin we bu gatlagy aýyrmaly.

I. Esasy maksatlar: Elektrik öndürijiligi bilen fiziki kämilligiň arasyndaky tapawut

• Silikon wafli

  • Arassalamagyň esasy maksady elektrik öndürijiligini üpjün etmekdir. Aýratynlyklar adatça bölejikleriň sanyny we ululyklaryny (meselem, ≥0.1μm bölejikleri netijeli aýyrmaly), metal ion konsentrasiýalaryny (meselem, Fe, Cu ≤10¹⁰ atom / cm² ýa-da ondan pes) we organiki galyndy derejelerini öz içine alýar. Hatda mikroskopiki hapalanma zynjyr şortiklerine, syzýan toklara ýa-da derwezäniň oksidiniň bitewiligine sebäp bolup biler.

• Aýna wafli

  • Substratlar hökmünde esasy talaplar fiziki kämillik we himiki durnuklylykdyr. Aýratynlyklar, çyzgylaryň ýoklugy, aýryp bolmaýan tegmiller we asyl ýeriň çişligini we geometriýasyny saklamak ýaly makro derejeli taraplara gönükdirilýär. Arassalamak maksady, ilkinji nobatda, gözüň arassalygyny we örtük ýaly indiki amallar üçin gowy ýelmeşmegi üpjün etmekdir.

II. Maddy tebigat: Kristal bilen Amorfyň arasyndaky düýpli tapawut

• Silikon

  • Silikon kristal material bolup, onuň üstü tebigy ýagdaýda birmeňzeş däl kremniniň dioksidi (SiO₂) oksid gatlagyny ösdürýär. Bu oksid gatlagy elektrik öndürijiligine töwekgelçilik döredýär we düýpli we birmeňzeş aýrylmalydyr.

• Aýna

  • Aýna amorf kremniniň torudyr. Onuň esasy materialy kremniniň kremniniň oksid gatlagyna meňzeýär, bu gidroflor kislotasy (HF) tarapyndan çalt çykarylyp bilinjekdigini we güýçli aşgar eroziýasyna sezewar bolup, ýeriň çişmeginiň ýa-da deformasiýasynyň ýokarlanmagyna sebäp bolýar. Bu düýpli tapawut, kremniý wafli arassalamagyň hapalaýjylary ýok etmek üçin ýagtylyga, gözegçilikde saklanmagyna çydam edip biljekdigini görkezýär, şol bir wagtyň özünde aýna wafli arassalamak esasy materiallara zeper ýetirmezlik üçin gaty seresaplylyk bilen ýerine ýetirilmelidir.

III. Arassalaýyş çözgütlerini deňeşdirmek

Goalsokarda agzalan maksatlara we maddy aýratynlyklara esaslanyp, kremniý we aýna wafli üçin arassalaýyş çözgütleri tapawutlanýar:

• Aýna wafli arassalamak prosesi

  • Häzirki wagtda aýna gaýtadan işleýän zawodlaryň köpüsi, esasan gowşak gidroksidi arassalaýjy serişdelere bil baglap, aýnanyň maddy aýratynlyklaryna esaslanýan arassalaýyş amallaryny ulanýarlar.

  • Arassalaýjy agentiň aýratynlyklary:Bu ýöriteleşdirilen arassalaýjy serişdeler, adatça gowşak gidroksidi, pH 8-9 töweregi. Olarda, adatça, aýna matrisa az derejede poslaýan, ýaglar we barmak yzlary ýaly organiki hapalaýjylary emulsiýa etmek we dargatmak üçin döredilen surfaktantlar (meselem, alkil polioksietilen efir), metal arassalaýjy serişdeler (mysal üçin, HEDP) we organiki arassalaýjy gurallar bar.

  • Amal akymy:Adaty arassalaýyş prosesi, ultrases arassalamak bilen bilelikde otag temperaturasyndan 60 ° C çenli temperaturada gowşak gidroksidi arassalaýjy serişdeleriň belli bir konsentrasiýasyny ulanmagy öz içine alýar. Arassalanandan soň, wafli arassa suw we ýumşak guratmak (mysal üçin, haýal götermek ýa-da IPA buglaryny guratmak) bilen birnäçe gezek ýuwulýar. Bu amal, görüş arassalygy we umumy arassalyk üçin aýna wafli talaplaryna netijeli laýyk gelýär.

• Silikon wafli arassalamak prosesi

  • Ondarymgeçirijini gaýtadan işlemek üçin, kremniý wafli adatça RCA arassalaýyşdan geçýär, bu ýarymgeçiriji enjamlar üçin elektrik öndürijilik talaplarynyň ýerine ýetirilmegini üpjün edip, ähli hapalaýjylary yzygiderli çözmäge ukyply ýokary täsirli arassalaýyş usulydyr.

IV. Aýna has ýokary "Arassalyk" standartlaryna laýyk gelende

Aýna wafli gaty bölejik sanlaryny we metal ion derejesini talap edýän programmalarda ulanylanda (meselem, ýarymgeçiriji proseslerdäki substratlar ýa-da ajaýyp inçe film çökdürmek ýüzleri üçin), içerki arassalama prosesi indi ýeterlik bolmazlygy mümkin. Bu ýagdaýda üýtgedilen RCA arassalaýyş strategiýasyny girizip, ýarymgeçirijini arassalamak ýörelgeleri ulanylyp bilner.

Bu strategiýanyň özeni, aýnanyň duýgur tebigatyny ýerleşdirmek üçin adaty RCA proses parametrlerini eritmek we optimizirlemekdir:

• Organiki hapalaýjylary aýyrmak:Güýçli okislenme arkaly organiki hapalary dargatmak üçin SPM erginleri ýa-da has ýumşak ozon suwy ulanylyp bilner.

• Bölejikleri aýyrmak:Lyokary suwuklandyrylan SC1 ergini, aşaky temperaturalarda we gysga bejergi wagtlarynda, aýnadaky poslamany azaltmak bilen, elektrostatik repulsiýany we bölejikleri aýyrmak üçin mikro täsir ediji effektleri ulanmak üçin ulanylýar.

• Metal Ion aýyrmak:Suwuklandyrylan SC2 ergini ýa-da ýönekeý suwuk gidroklor kislotasy / suwuk azot kislotasynyň erginleri, çelasiýa arkaly metal hapalaýjylary aýyrmak üçin ulanylýar.

• Gaty gadaganlyklar:Aýna substratyň poslamagynyň öňüni almak üçin DHF (di-ammiak florid) düýbünden gaça durmalydyr.

Üýtgedilen ähli prosesde, megason tehnologiýasyny birleşdirmek, nano ululykdaky bölejikleriň ýok edilmeginiň netijeliligini ep-esli ýokarlandyrýar we üstünde has ýumşak bolýar.

Netije

Silikon we aýna wafli üçin arassalaýyş amallary, soňky ulanyş talaplaryna, maddy aýratynlyklaryna we fiziki we himiki aýratynlyklaryna esaslanyp ters in engineeringenerçiligiň gutulgysyz netijesidir. Silikon wafli arassalamak elektrik öndürijiligi üçin "atom derejesindäki arassalygy" gözleýär, aýna wafli arassalamak bolsa "kämil, zeper ýetmedik" fiziki ýüzlere ýetmäge gönükdirilendir. Aýna wafli ýarymgeçiriji programmalarda has köp ulanylýandygy sebäpli, olary arassalamak prosesi hökmany suratda adaty gowşak gidroksidi arassalamakdan has ýokary öser we has arassaçylyk ülňülerine laýyk gelýän üýtgedilen RCA prosesi ýaly has inçe we ýöriteleşdirilen çözgütleri ösdürer.