අර්ධ සන්නායක නිෂ්පාදනයේ වේෆර් පිරිසිදු කිරීමේ තාක්ෂණය

අර්ධ සන්නායක නිෂ්පාදනයේ වේෆර් පිරිසිදු කිරීමේ තාක්ෂණය

වේෆර් පිරිසිදු කිරීම සමස්ත අර්ධ සන්නායක නිෂ්පාදන ක්‍රියාවලිය පුරාම තීරණාත්මක පියවරක් වන අතර උපාංගයේ ක්‍රියාකාරිත්වයට සහ නිෂ්පාදන අස්වැන්නට සෘජුවම බලපාන ප්‍රධාන සාධකවලින් එකකි. චිප් නිෂ්පාදනය අතරතුර, සුළු දූෂණයක් පවා උපාංගයේ ලක්ෂණ පිරිහීමට හෝ සම්පූර්ණ අසාර්ථකත්වයට හේතු විය හැක. එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස, මතුපිට දූෂක ඉවත් කිරීමට සහ වේෆර් පිරිසිදුකම සහතික කිරීමට සෑම නිෂ්පාදන පියවරකටම පෙර සහ පසු පිරිසිදු කිරීමේ ක්‍රියාවලීන් යොදනු ලැබේ. පිරිසිදු කිරීම අර්ධ සන්නායක නිෂ්පාදනයේ බහුලවම සිදුවන මෙහෙයුම වන අතර, දළ වශයෙන්සියලුම ක්‍රියාවලි පියවර වලින් 30% ක්.

ඉතා විශාල පරිමාණ ඒකාබද්ධ කිරීමේ (VLSI) අඛණ්ඩ පරිමාණය සමඟ, ක්‍රියාවලි නෝඩ් ඉදිරියට ගොස් ඇත28 nm, 14 nm, සහ ඉන් ඔබ්බට, ඉහළ උපාංග ඝනත්වය, පටු රේඛා පළල සහ වඩ වඩාත් සංකීර්ණ ක්‍රියාවලි ප්‍රවාහයන් මෙහෙයවයි. උසස් නෝඩ් දූෂණයට සැලකිය යුතු ලෙස සංවේදී වන අතර කුඩා විශේෂාංග ප්‍රමාණයන් පිරිසිදු කිරීම වඩාත් අපහසු කරයි. එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස, පිරිසිදු කිරීමේ පියවර ගණන අඛණ්ඩව ඉහළ යන අතර, පිරිසිදු කිරීම වඩාත් සංකීර්ණ, වඩාත් තීරණාත්මක සහ වඩාත් අභියෝගාත්මක වී ඇත. උදාහරණයක් ලෙස, 90 nm චිපයකට සාමාන්‍යයෙන් අවශ්‍ය වන්නේපිරිසිදු කිරීමේ පියවර 90ක්, 20 nm චිපයකට අවශ්‍ය වන අතරපිරිසිදු කිරීමේ පියවර 215 ක්නිෂ්පාදනය 14 nm, 10 nm සහ කුඩා නෝඩ් දක්වා ඉදිරියට යන විට, පිරිසිදු කිරීමේ මෙහෙයුම් ගණන වැඩි වෙමින් පවතී.

සාරාංශයක් ලෙස,වේෆර් පිරිසිදු කිරීම යනු වේෆර් මතුපිටින් අපද්‍රව්‍ය ඉවත් කිරීම සඳහා රසායනික ප්‍රතිකාර, වායූන් හෝ භෞතික ක්‍රම භාවිතා කරන ක්‍රියාවලීන් ය.. අංශු, ලෝහ, කාබනික අපද්‍රව්‍ය සහ දේශීය ඔක්සයිඩ වැනි දූෂක සියල්ලම උපාංගයේ ක්‍රියාකාරිත්වය, විශ්වසනීයත්වය සහ අස්වැන්න කෙරෙහි අහිතකර ලෙස බලපෑ හැකිය. පිරිසිදු කිරීම අනුක්‍රමික නිෂ්පාදන පියවර අතර “පාලම” ලෙස ක්‍රියා කරයි - නිදසුනක් ලෙස, තැන්පත් වීමට සහ ලිතෝග්‍රැෆි කිරීමට පෙර, හෝ කැටයම් කිරීමෙන් පසු, CMP (රසායනික යාන්ත්‍රික ඔප දැමීම) සහ අයන බද්ධ කිරීම. පුළුල් ලෙස, වේෆර් පිරිසිදු කිරීම පහත පරිදි බෙදිය හැකිය:තෙත් පිරිසිදු කිරීමසහවියළි පිරිසිදු කිරීම.

තෙත් පිරිසිදු කිරීම

තෙත් පිරිසිදු කිරීම සඳහා වේෆර් පිරිසිදු කිරීම සඳහා රසායනික ද්‍රාවක හෝ අයනීකරණය කළ ජලය (DIW) භාවිතා කරයි. ප්‍රධාන ප්‍රවේශයන් දෙකක් යොදනු ලැබේ:

• ගිල්වීමේ ක්‍රමය: වේෆර් ද්‍රාවක හෝ DIW වලින් පුරවා ඇති ටැංකිවල ගිල්වනු ලැබේ. මෙය වඩාත් බහුලව භාවිතා වන ක්‍රමයයි, විශේෂයෙන් පරිණත තාක්‍ෂණ නෝඩ් සඳහා.

• ඉසින ක්‍රමය: අපද්‍රව්‍ය ඉවත් කිරීම සඳහා භ්‍රමණය වන වේෆර් මත ද්‍රාවක හෝ DIW ඉසිනු ලැබේ. ගිල්වීම මඟින් බහු වේෆර් කාණ්ඩ සැකසීමට ඉඩ ලබා දෙන අතර, ඉසින පිරිසිදු කිරීම කුටියකට එක් වේෆර් එකක් පමණක් හසුරුවන නමුත් වඩා හොඳ පාලනයක් සපයන අතර, එය දියුණු නෝඩ් වල වැඩි වැඩියෙන් සුලභ වේ.

වියළි පිරිසිදු කිරීම

නමින්ම පෙනෙන පරිදි, වියළි පිරිසිදු කිරීම ද්‍රාවක හෝ DIW වළක්වයි, ඒ වෙනුවට දූෂක ඉවත් කිරීමට වායු හෝ ප්ලාස්මා භාවිතා කරයි. දියුණු නෝඩ් දෙසට තල්ලු වීමත් සමඟ, වියළි පිරිසිදු කිරීම එහිඉහළ නිරවද්‍යතාවයසහ කාබනික ද්‍රව්‍ය, නයිට්‍රයිඩ් සහ ඔක්සයිඩ වලට එරෙහිව කාර්යක්ෂමතාව. කෙසේ වෙතත්, එයට අවශ්‍ය වේඉහළ උපකරණ ආයෝජනය, වඩාත් සංකීර්ණ ක්‍රියාකාරිත්වය සහ දැඩි ක්‍රියාවලි පාලනයතවත් වාසියක් වන්නේ වියළි පිරිසිදු කිරීම තෙත් ක්‍රම මගින් ජනනය වන විශාල අපජල පරිමාවන් අඩු කිරීමයි.

පොදු තෙත් පිරිසිදු කිරීමේ ශිල්පීය ක්‍රම

1. DIW (ඩයෝනීකරණය කළ ජලය) පිරිසිදු කිරීම

තෙත් පිරිසිදු කිරීමේදී DIW බහුලව භාවිතා වන පිරිසිදු කිරීමේ කාරකය වේ. පිරිපහදු නොකළ ජලය මෙන් නොව, DIW හි සන්නායක අයන නොමැති තරම් වන අතර එමඟින් විඛාදනය, විද්‍යුත් රසායනික ප්‍රතික්‍රියා හෝ උපාංග හායනය වළක්වයි. DIW ප්‍රධාන වශයෙන් ආකාර දෙකකින් භාවිතා වේ:

1. සෘජු වේෆර් මතුපිට පිරිසිදු කිරීම– සාමාන්‍යයෙන් වේෆර් භ්‍රමණය අතරතුර රෝලර්, බුරුසු හෝ ඉසින තුණ්ඩ සමඟ තනි වේෆර් ආකාරයෙන් සිදු කෙරේ. අභියෝගයක් වන්නේ විද්‍යුත් ස්ථිතික ආරෝපණ ගොඩනැගීමයි, එය දෝෂ ඇති කළ හැකිය. මෙය අවම කිරීම සඳහා, වේෆර් දූෂණය නොකර සන්නායකතාවය වැඩි දියුණු කිරීම සඳහා CO₂ (සහ සමහර විට NH₃) DIW තුළට විසුරුවා හරිනු ලැබේ.

2. රසායනික පිරිසිදු කිරීමෙන් පසු සේදීම– මතුපිට තැබුවහොත් වේෆරය විඛාදනයට ලක් කළ හැකි හෝ උපාංගයේ ක්‍රියාකාරිත්වය පිරිහීමට ලක් කළ හැකි අවශේෂ පිරිසිදු කිරීමේ විසඳුම් DIW ඉවත් කරයි.

2. HF (හයිඩ්‍රොෆ්ලෝරික් අම්ලය) පිරිසිදු කිරීම

HF යනු ඉවත් කිරීම සඳහා වඩාත් ඵලදායී රසායනික ද්‍රව්‍යයයි.දේශීය ඔක්සයිඩ් ස්ථර (SiO₂)සිලිකන් වේෆර් මත භාවිතා කරන අතර වැදගත්කම අතින් DIW ට පමණක් දෙවැනි වේ. එය අමුණා ඇති ලෝහ විසුරුවා හරින අතර නැවත ඔක්සිකරණය මර්දනය කරයි. කෙසේ වෙතත්, HF කැටයම් කිරීම වේෆර් මතුපිට රළු කළ හැකි අතර ඇතැම් ලෝහවලට අනවශ්‍ය ලෙස පහර දිය හැකිය. මෙම ගැටළු විසඳීම සඳහා, වැඩිදියුණු කළ ක්‍රම මගින් HF තනුක කර, ඔක්සිකාරක, මතුපිටකාරක හෝ සංකීර්ණ කාරක එකතු කර තෝරා ගැනීමේ හැකියාව වැඩි දියුණු කර දූෂණය අඩු කරයි.

3. SC1 පිරිසිදු කිරීම (සම්මත පිරිසිදු 1: NH₄OH + H₂O₂ + H₂O)

SC1 යනු ඉවත් කිරීම සඳහා ලාභදායී සහ ඉතා කාර්යක්ෂම ක්‍රමයකිකාබනික අපද්‍රව්‍ය, අංශු සහ සමහර ලෝහ. මෙම යාන්ත්‍රණය H₂O₂ හි ඔක්සිකාරක ක්‍රියාව සහ NH₄OH හි ද්‍රාව්‍ය බලපෑම ඒකාබද්ධ කරයි. එය විද්‍යුත් ස්ථිතික බලවේග හරහා අංශු විකර්ෂණය කරන අතර අතිධ්වනික/මෙගාසොනික් සහාය කාර්යක්ෂමතාව තවදුරටත් වැඩි දියුණු කරයි. කෙසේ වෙතත්, SC1 මගින් වේෆර් මතුපිට රළු කළ හැකි අතර, රසායනික අනුපාත ප්‍රවේශමෙන් ප්‍රශස්තිකරණය කිරීම, මතුපිට ආතති පාලනය (පෘෂ්ඨීයකාරක හරහා) සහ ලෝහ නැවත ස්ථානගත කිරීම මැඩපැවැත්වීම සඳහා චෙලාටින් කාරක අවශ්‍ය වේ.

4. SC2 පිරිසිදු කිරීම (සම්මත පිරිසිදු 2: HCl + H₂O₂ + H₂O)

SC2 ඉවත් කිරීමෙන් SC1 සම්පූර්ණ කරයිලෝහමය දූෂක. එහි ප්‍රබල සංකීර්ණකරණ හැකියාව ඔක්සිකරණය වූ ලෝහ ද්‍රාව්‍ය ලවණ හෝ සංකීර්ණ බවට පරිවර්තනය කරයි, ඒවා සෝදා ඉවත් කරනු ලැබේ. SC1 කාබනික ද්‍රව්‍ය සහ අංශු සඳහා ඵලදායී වන අතර, SC2 ලෝහ අවශෝෂණය වැළැක්වීම සහ අඩු ලෝහ දූෂණය සහතික කිරීම සඳහා විශේෂයෙන් වටිනා වේ.

5. O₃ (ඕසෝන්) පිරිසිදු කිරීම

ඕසෝන් පිරිසිදු කිරීම ප්‍රධාන වශයෙන් භාවිතා කරනුයේකාබනික ද්‍රව්‍ය ඉවත් කිරීමසහDIW විෂබීජහරණය කිරීම. O₃ ප්‍රබල ඔක්සිකාරකයක් ලෙස ක්‍රියා කරයි, නමුත් නැවත තැන්පත් වීමට හේතු විය හැක, එබැවින් එය බොහෝ විට HF සමඟ ඒකාබද්ධ වේ. ඉහළ උෂ්ණත්වවලදී ජලයේ O₃ ද්‍රාව්‍යතාව අඩු වන බැවින් උෂ්ණත්ව ප්‍රශස්තිකරණය ඉතා වැදගත් වේ. ක්ලෝරීන් මත පදනම් වූ විෂබීජ නාශක මෙන් නොව (අර්ධ සන්නායක ෆැබ් වල පිළිගත නොහැකිය), DIW පද්ධති දූෂණය නොකර O₃ ඔක්සිජන් බවට දිරාපත් වේ.

6. කාබනික ද්‍රාවක පිරිසිදු කිරීම

ඇතැම් විශේෂිත ක්‍රියාවලීන්හිදී, සම්මත පිරිසිදු කිරීමේ ක්‍රම ප්‍රමාණවත් නොවන හෝ නුසුදුසු අවස්ථාවන්හිදී (උදා: ඔක්සයිඩ් සෑදීම වැළැක්විය යුතු විට) කාබනික ද්‍රාවක භාවිතා වේ.

නිගමනය

වේෆර් පිරිසිදු කිරීම යනුබොහෝ විට පුනරාවර්තනය වන පියවරඅර්ධ සන්නායක නිෂ්පාදනයේ සහ අස්වැන්න සහ උපාංග විශ්වසනීයත්වයට සෘජුවම බලපායි. දෙසට ගමන් කිරීමත් සමඟවිශාල වේෆර් සහ කුඩා උපාංග ජ්‍යාමිතීන්, වේෆර් මතුපිට පිරිසිදුකම, රසායනික තත්ත්වය, රළුබව සහ ඔක්සයිඩ් ඝණකම සඳහා වන අවශ්‍යතා වඩ වඩාත් දැඩි වෙමින් පවතී.

මෙම ලිපිය DIW, HF, SC1, SC2, O₃, සහ කාබනික ද්‍රාවක ක්‍රම ඇතුළුව පරිණත සහ දියුණු වේෆර් පිරිසිදු කිරීමේ තාක්ෂණයන් දෙකම, ඒවායේ යාන්ත්‍රණ, වාසි සහ සීමාවන් සමඟ සමාලෝචනය කරන ලදී. දෙකෙන්ම.ආර්ථික හා පාරිසරික ඉදිරිදර්ශන, දියුණු අර්ධ සන්නායක නිෂ්පාදනයේ ඉල්ලුම සපුරාලීම සඳහා වේෆර් පිරිසිදු කිරීමේ තාක්ෂණයේ අඛණ්ඩ වැඩිදියුණු කිරීම් අත්‍යවශ්‍ය වේ.