සිලිකන් සහ වීදුරු වේෆර් දෙකම "පිරිසිදු කිරීම" යන පොදු ඉලක්කය බෙදා ගත්තද, පිරිසිදු කිරීමේදී ඔවුන් මුහුණ දෙන අභියෝග සහ අසාර්ථක ක්‍රම බෙහෙවින් වෙනස් ය. මෙම විෂමතාවය පැන නගින්නේ සිලිකන් සහ වීදුරු වල ආවේණික ද්‍රව්‍යමය ගුණාංග සහ පිරිවිතර අවශ්‍යතා මෙන්ම ඒවායේ අවසාන යෙදුම් මගින් මෙහෙයවනු ලබන පිරිසිදු කිරීමේ සුවිශේෂී "දර්ශනය" මගිනි.
පළමුව, අපි පැහැදිලි කර ගනිමු: අපි ඇත්තටම පිරිසිදු කරන්නේ කුමක්ද? කුමන දූෂක ද්‍රව්‍යද?
දූෂක කාණ්ඩ හතරකට වර්ග කළ හැකිය:
-
අංශු දූෂක
-
දූවිලි, ලෝහ අංශු, කාබනික අංශු, උල්ෙල්ඛ අංශු (CMP ක්‍රියාවලියෙන්), ආදිය.
-
මෙම අපවිත්‍ර ද්‍රව්‍ය කෙටි කලිසම් හෝ විවෘත පරිපථ වැනි රටා දෝෂ ඇති කළ හැකිය.
-
-
කාබනික දූෂක
-
ප්‍රභා ප්‍රතිරෝධක අපද්‍රව්‍ය, දුම්මල ආකලන, මිනිස් සමේ තෙල්, ද්‍රාවක අපද්‍රව්‍ය ආදිය ඇතුළත් වේ.
-
කාබනික අපවිත්‍ර ද්‍රව්‍ය මඟින් කැටයම් කිරීම හෝ අයන බද්ධ කිරීම වළක්වන ආවරණ සෑදිය හැකි අතර අනෙකුත් තුනී පටලවල ඇලීම අඩු කරයි.
-
-
ලෝහ අයන දූෂක
-
යකඩ, තඹ, සෝඩියම්, පොටෑසියම්, කැල්සියම් යනාදිය, ප්‍රධාන වශයෙන් උපකරණ, රසායනික ද්‍රව්‍ය සහ මිනිස් සම්බන්ධතා වලින් පැමිණේ.
-
අර්ධ සන්නායකවල, ලෝහ අයන "ඝාතක" දූෂක වන අතර, තහනම් කලාපයේ ශක්ති මට්ටම් හඳුන්වා දෙන අතර, ඒවා කාන්දු වන ධාරාව වැඩි කරයි, වාහක ආයු කාලය කෙටි කරයි, සහ විද්‍යුත් ගුණාංගවලට දැඩි ලෙස හානි කරයි. වීදුරු වලදී, ඒවා පසුකාලීන තුනී පටලවල ගුණාත්මකභාවය සහ ඇලවීමට බලපෑ හැකිය.
-
-
ස්වදේශීය ඔක්සයිඩ් ස්ථරය
-
සිලිකන් වේෆර් සඳහා: සිලිකන් ඩයොක්සයිඩ් (ස්වදේශීය ඔක්සයිඩ්) තුනී ස්ථරයක් ස්වභාවිකවම වාතයේ මතුපිට සාදයි. මෙම ඔක්සයිඩ් ස්ථරයේ ඝණකම සහ ඒකාකාරිත්වය පාලනය කිරීමට අපහසු වන අතර, ගේට් ඔක්සයිඩ් වැනි ප්‍රධාන ව්‍යුහයන් නිෂ්පාදනය කිරීමේදී එය සම්පූර්ණයෙන්ම ඉවත් කළ යුතුය.
-
වීදුරු වේෆර් සඳහා: වීදුරු යනු සිලිකා ජාල ව්‍යුහයකි, එබැවින් "ස්වදේශීය ඔක්සයිඩ් තට්ටුවක් ඉවත් කිරීමේ" ගැටළුවක් නොමැත. කෙසේ වෙතත්, දූෂණය හේතුවෙන් මතුපිට වෙනස් වී ඇති අතර, මෙම ස්ථරය ඉවත් කළ යුතුය.
-
I. මූලික ඉලක්ක: විදුලි කාර්ය සාධනය සහ භෞතික පරිපූර්ණත්වය අතර වෙනස
-
සිලිකන් වේෆර්
-
පිරිසිදු කිරීමේ මූලික ඉලක්කය වන්නේ විද්‍යුත් ක්‍රියාකාරිත්වය සහතික කිරීමයි. පිරිවිතරයන්ට සාමාන්‍යයෙන් දැඩි අංශු ගණන් සහ ප්‍රමාණ (උදා: අංශු ≥0.1μm ඵලදායී ලෙස ඉවත් කළ යුතුය), ලෝහ අයන සාන්ද්‍රණයන් (උදා: Fe, Cu ≤10¹⁰ පරමාණු/cm² හෝ ඊට අඩු ප්‍රමාණයකට පාලනය කළ යුතුය) සහ කාබනික අපද්‍රව්‍ය මට්ටම් ඇතුළත් වේ. අන්වීක්ෂීය දූෂණය පවා පරිපථ කෙටි කිරීම්, කාන්දු වන ධාරා හෝ ගේට් ඔක්සයිඩ් අඛණ්ඩතාව අසාර්ථක වීමට හේතු විය හැක.
-
-
වීදුරු වේෆර්
-
උපස්ථර ලෙස, මූලික අවශ්‍යතා වන්නේ භෞතික පරිපූර්ණත්වය සහ රසායනික ස්ථායිතාවයි. පිරිවිතරයන් සීරීම් නොමැතිකම, ඉවත් කළ නොහැකි පැල්ලම් සහ මුල් මතුපිට රළුබව සහ ජ්‍යාමිතිය පවත්වා ගැනීම වැනි සාර්ව මට්ටමේ අංශ කෙරෙහි අවධානය යොමු කරයි. පිරිසිදු කිරීමේ ඉලක්කය වන්නේ ආලේපනය වැනි පසුකාලීන ක්‍රියාවලීන් සඳහා දෘශ්‍ය පිරිසිදුකම සහ හොඳ ඇලීම සහතික කිරීමයි.
-
II. ද්‍රව්‍ය ස්වභාවය: ස්ඵටිකරූපී සහ අස්ඵටික අතර මූලික වෙනස
-
සිලිකන්
-
සිලිකන් යනු ස්ඵටිකරූපී ද්‍රව්‍යයක් වන අතර, එහි මතුපිට ස්වභාවිකවම ඒකාකාර නොවන සිලිකන් ඩයොක්සයිඩ් (SiO₂) ඔක්සයිඩ් තට්ටුවක් වර්ධනය වේ. මෙම ඔක්සයිඩ් ස්ථරය විද්‍යුත් ක්‍රියාකාරිත්වයට අවදානමක් ඇති කරන අතර එය හොඳින් හා ඒකාකාරව ඉවත් කළ යුතුය.
-
-
වීදුරු
-
වීදුරු යනු අස්ඵටික සිලිකා ජාලයකි. එහි තොග ද්‍රව්‍ය සිලිකන් වල සිලිකන් ඔක්සයිඩ් ස්ථරයට සංයුතියෙන් සමාන වේ, එනම් එය හයිඩ්‍රොෆ්ලෝරික් අම්ලය (HF) මගින් ඉක්මනින් කැටයම් කළ හැකි අතර ශක්තිමත් ක්ෂාර ඛාදනයට ද ගොදුරු විය හැකි අතර එමඟින් මතුපිට රළුබව හෝ විරූපණය වැඩි වේ. මෙම මූලික වෙනස නියම කරන්නේ සිලිකන් වේෆර් පිරිසිදු කිරීම ආලෝකයට ඔරොත්තු දිය හැකි බවත්, දූෂක ඉවත් කිරීම සඳහා පාලිත කැටයම් කළ හැකි බවත්, වීදුරු වේෆර් පිරිසිදු කිරීම මූලික ද්‍රව්‍යයට හානි නොකිරීම සඳහා අතිශයින්ම ප්‍රවේශමෙන් සිදු කළ යුතු බවත්ය.
-
| පිරිසිදු කිරීමේ අයිතමය | සිලිකන් වේෆර් පිරිසිදු කිරීම | වීදුරු වේෆර් පිරිසිදු කිරීම |
|---|---|---|
| පිරිසිදු කිරීමේ ඉලක්කය | තමන්ගේම ස්වදේශීය ඔක්සයිඩ් ස්ථරයක් ඇතුළත් වේ. | පිරිසිදු කිරීමේ ක්‍රමය තෝරන්න: මූලික ද්‍රව්‍ය ආරක්ෂා කරන අතරතුර දූෂක ඉවත් කරන්න. |
| සම්මත RCA පිරිසිදු කිරීම | - එස්පීඑම්(H₂SO₄/H₂O₂): කාබනික/ප්‍රභා ප්‍රතිරෝධක අපද්‍රව්‍ය ඉවත් කරයි. | ප්‍රධාන පිරිසිදු කිරීමේ ප්‍රවාහය: |
| - SC1 ශ්‍රේණිය(NH₄OH/H₂O₂/H₂O): මතුපිට අංශු ඉවත් කරයි. | දුර්වල ක්ෂාරීය පිරිසිදු කිරීමේ කාරකය: කාබනික අපවිත්‍ර ද්‍රව්‍ය සහ අංශු ඉවත් කිරීම සඳහා ක්‍රියාකාරී මතුපිට කාරක අඩංගු වේ. | |
| - ඩීඑච්එෆ්(හයිඩ්‍රොෆ්ලෝරික් අම්ලය): ස්වාභාවික ඔක්සයිඩ් ස්ථරය සහ අනෙකුත් අපවිත්‍ර ද්‍රව්‍ය ඉවත් කරයි. | ශක්තිමත් ක්ෂාරීය හෝ මධ්‍යම ක්ෂාරීය පිරිසිදු කිරීමේ කාරකය: ලෝහමය හෝ වාෂ්පශීලී නොවන දූෂක ඉවත් කිරීමට භාවිතා කරයි. | |
| - SC2(HCl/H₂O₂/H₂O): ලෝහ අපවිත්‍ර ද්‍රව්‍ය ඉවත් කරයි. | HF මුළු කාලය පුරාම වළකින්න | |
| ප්‍රධාන රසායනික ද්‍රව්‍ය | ප්‍රබල අම්ල, ප්‍රබල ක්ෂාර, ඔක්සිකාරක ද්‍රාවක | මෘදු දූෂණය ඉවත් කිරීම සඳහා විශේෂයෙන් සකස් කරන ලද දුර්වල ක්ෂාරීය පිරිසිදු කිරීමේ කාරකය. |
| භෞතික ආධාර | අයනීකරණය කළ ජලය (ඉහළ සංශුද්ධතාවයකින් යුත් සේදීම සඳහා) | අතිධ්වනික, මෙගාසොනික් සේදීම |
| වියළන තාක්ෂණය | මෙගාසොනික්, IPA වාෂ්ප වියළීම | මෘදු වියළීම: මන්දගාමී එසවීම, IPA වාෂ්ප වියළීම |
III. පිරිසිදු කිරීමේ විසඳුම් සංසන්දනය කිරීම
ඉහත සඳහන් අරමුණු සහ ද්‍රව්‍යමය ලක්ෂණ මත පදනම්ව, සිලිකන් සහ වීදුරු වේෆර් සඳහා පිරිසිදු කිරීමේ විසඳුම් වෙනස් වේ:
| සිලිකන් වේෆර් පිරිසිදු කිරීම | වීදුරු වේෆර් පිරිසිදු කිරීම | |
|---|---|---|
| පිරිසිදු කිරීමේ අරමුණ | වේෆරයේ දේශීය ඔක්සයිඩ් ස්ථරය ඇතුළුව හොඳින් ඉවත් කිරීම. | වරණීය ඉවත් කිරීම: උපස්ථරය ආරක්ෂා කරන අතරතුර දූෂක ඉවත් කරන්න. |
| සාමාන්‍ය ක්‍රියාවලිය | සම්මත RCA පිරිසිදු කිරීම:•එස්පීඑම්(H₂SO₄/H₂O₂): අධික කාබනික ද්‍රව්‍ය/ප්‍රභා ප්‍රතිරෝධක ඉවත් කරයි •SC1 ශ්‍රේණිය(NH₄OH/H₂O₂/H₂O): ක්ෂාරීය අංශු ඉවත් කිරීම •ඩීඑච්එෆ්(තනුක HF): දේශීය ඔක්සයිඩ් ස්ථරය සහ ලෝහ ඉවත් කරයි •SC2(HCl/H₂O₂/H₂O): ලෝහ අයන ඉවත් කරයි. | ලාක්ෂණික පිරිසිදු කිරීමේ ප්‍රවාහය:•මෘදු ක්ෂාරීය පිරිසිදුකාරකයකාබනික ද්‍රව්‍ය සහ අංශු ඉවත් කිරීම සඳහා මතුපිට කාරක සමඟ •ආම්ලික හෝ උදාසීන පිරිසිදුකාරකයලෝහ අයන සහ අනෙකුත් විශේෂිත දූෂක ඉවත් කිරීම සඳහා •ක්‍රියාවලිය පුරාම HF වළක්වා ගන්න. |
| ප්‍රධාන රසායනික ද්‍රව්‍ය | ප්‍රබල අම්ල, ප්‍රබල ඔක්සිකාරක, ක්ෂාරීය ද්‍රාවණ | මෘදු-ක්ෂාරීය පිරිසිදු කරන්නන්; විශේෂිත උදාසීන හෝ තරමක් ආම්ලික පිරිසිදු කරන්නන් |
| භෞතික සහාය | මෙගාසොනික් (ඉහළ කාර්යක්ෂමතාව, මෘදු අංශු ඉවත් කිරීම) | අතිධ්වනික, මෙගාසොනික් |
| වියළීම | මරන්ගෝනි වියළීම; IPA වාෂ්ප වියළීම | සෙමින් ඇදීමෙන් වියළීම; IPA වාෂ්ප වියළීම |
-
වීදුරු වේෆර් පිරිසිදු කිරීමේ ක්‍රියාවලිය
-
වර්තමානයේ, බොහෝ වීදුරු සැකසුම් කම්හල් වීදුරු වල ද්‍රව්‍යමය ලක්ෂණ මත පදනම්ව පිරිසිදු කිරීමේ ක්‍රියා පටිපාටි භාවිතා කරන අතර, ප්‍රධාන වශයෙන් දුර්වල ක්ෂාරීය පිරිසිදු කිරීමේ කාරක මත රඳා පවතී.
-
පිරිසිදු කිරීමේ නියෝජිත ලක්ෂණ:මෙම විශේෂිත පිරිසිදු කිරීමේ කාරක සාමාන්‍යයෙන් දුර්වල ලෙස ක්ෂාරීය වන අතර pH අගය 8-9 පමණ වේ. ඒවායේ සාමාන්‍යයෙන් මතුපිට ද්‍රව්‍ය (උදා: ඇල්කයිල් පොලිඔක්සිඑතිලීන් ඊතර්), ලෝහ චෙලේටින් කාරක (උදා: HEDP) සහ කාබනික පිරිසිදු කිරීමේ ආධාරක අඩංගු වන අතර ඒවා තෙල් සහ ඇඟිලි සලකුණු වැනි කාබනික දූෂක ඉමල්සිෆයි කර දිරාපත් කිරීමට නිර්මාණය කර ඇති අතර වීදුරු අනුකෘතියට අවම වශයෙන් විඛාදනයට ලක් වේ.
-
ක්‍රියාවලි ප්‍රවාහය:සාමාන්‍ය පිරිසිදු කිරීමේ ක්‍රියාවලියට කාමර උෂ්ණත්වයේ සිට 60°C දක්වා උෂ්ණත්වවලදී දුර්වල ක්ෂාරීය පිරිසිදු කිරීමේ කාරක නිශ්චිත සාන්ද්‍රණයක් භාවිතා කිරීම, අතිධ්වනික පිරිසිදු කිරීම සමඟ ඒකාබද්ධ වේ. පිරිසිදු කිරීමෙන් පසු, වේෆර් පිරිසිදු ජලය සහ මෘදු වියළීම (උදා: මන්දගාමී එසවීම හෝ IPA වාෂ්ප වියළීම) සමඟ බහු සේදීමේ පියවරයන්ට භාජනය වේ. මෙම ක්‍රියාවලිය දෘශ්‍ය පිරිසිදුකම සහ සාමාන්‍ය පිරිසිදුකම සඳහා වීදුරු වේෆර් අවශ්‍යතා ඵලදායී ලෙස සපුරාලයි.
-
-
සිලිකන් වේෆර් පිරිසිදු කිරීමේ ක්‍රියාවලිය
-
අර්ධ සන්නායක සැකසුම් සඳහා, සිලිකන් වේෆර් සාමාන්‍යයෙන් සම්මත RCA පිරිසිදු කිරීමකට භාජනය වේ, එය අර්ධ සන්නායක උපාංග සඳහා විද්‍යුත් කාර්ය සාධන අවශ්‍යතා සපුරාලන බව සහතික කරමින්, සියලු වර්ගවල දූෂක ක්‍රමානුකූලව ආමන්ත්‍රණය කළ හැකි ඉතා ඵලදායී පිරිසිදු කිරීමේ ක්‍රමයකි.
-
IV. වීදුරු ඉහළ "පිරිසිදුකම" ප්‍රමිතීන් සපුරාලන විට
දැඩි අංශු ගණන් කිරීම් සහ ලෝහ අයන මට්ටම් අවශ්‍ය වන යෙදුම්වල වීදුරු වේෆර් භාවිතා කරන විට (උදා: අර්ධ සන්නායක ක්‍රියාවලීන්හි උපස්ථර ලෙස හෝ විශිෂ්ට තුනී පටල තැන්පත් කිරීමේ මතුපිට සඳහා), අභ්‍යන්තර පිරිසිදු කිරීමේ ක්‍රියාවලිය තවදුරටත් ප්‍රමාණවත් නොවිය හැකිය. මෙම අවස්ථාවේදී, වෙනස් කරන ලද RCA පිරිසිදු කිරීමේ උපාය මාර්ගයක් හඳුන්වා දෙමින් අර්ධ සන්නායක පිරිසිදු කිරීමේ මූලධර්ම යෙදිය හැකිය.
මෙම උපාය මාර්ගයේ හරය වන්නේ වීදුරු වල සංවේදී ස්වභාවයට අනුගත වීම සඳහා සම්මත RCA ක්‍රියාවලි පරාමිතීන් තනුක කිරීම සහ ප්‍රශස්ත කිරීමයි:
-
කාබනික දූෂක ඉවත් කිරීම:SPM ද්‍රාවණ හෝ මෘදු ඕසෝන් ජලය ප්‍රබල ඔක්සිකරණය හරහා කාබනික දූෂක දිරාපත් කිරීමට භාවිතා කළ හැක.
-
අංශු ඉවත් කිරීම:වීදුරු මත විඛාදනය අවම කරන අතරම, අංශු ඉවත් කිරීම සඳහා එහි විද්‍යුත් ස්ථිතික විකර්ෂණය සහ ක්ෂුද්‍ර-කැටයම් කිරීමේ බලපෑම් භාවිතා කිරීම සඳහා, අධික ලෙස තනුක කරන ලද SC1 ද්‍රාවණය අඩු උෂ්ණත්වවලදී සහ කෙටි ප්‍රතිකාර කාලවලදී භාවිතා කරයි.
-
ලෝහ අයන ඉවත් කිරීම:තනුක කළ SC2 ද්‍රාවණයක් හෝ සරල තනුක හයිඩ්‍රොක්ලෝරික් අම්ලය/තනුක නයිට්‍රික් අම්ල ද්‍රාවණ භාවිතා කරනු ලබන්නේ චෙලේෂන් හරහා ලෝහ දූෂක ඉවත් කිරීමට ය.
-
දැඩි තහනම් කිරීම්:වීදුරු උපස්ථරයේ විඛාදනය වැළැක්වීම සඳහා DHF (ඩයි-ඇමෝනියම් ෆ්ලෝරයිඩ්) සම්පූර්ණයෙන්ම වැළැක්විය යුතුය.
සමස්ත වෙනස් කරන ලද ක්‍රියාවලියේදී, මෙගාසොනික් තාක්ෂණය ඒකාබද්ධ කිරීම නැනෝ ප්‍රමාණයේ අංශු ඉවත් කිරීමේ කාර්යක්ෂමතාව සැලකිය යුතු ලෙස වැඩි දියුණු කරන අතර මතුපිටට වඩා මෘදු වේ.
නිගමනය
සිලිකන් සහ වීදුරු වේෆර් සඳහා පිරිසිදු කිරීමේ ක්‍රියාවලීන් ඒවායේ අවසාන යෙදුම් අවශ්‍යතා, ද්‍රව්‍යමය ගුණාංග සහ භෞතික හා රසායනික ලක්ෂණ මත පදනම් වූ ප්‍රතිලෝම ඉංජිනේරු විද්‍යාවේ නොවැළැක්විය හැකි ප්‍රතිඵලයකි. සිලිකන් වේෆර් පිරිසිදු කිරීම විද්‍යුත් ක්‍රියාකාරිත්වය සඳහා "පරමාණුක මට්ටමේ පිරිසිදුකම" සොයන අතර වීදුරු වේෆර් පිරිසිදු කිරීම "පරිපූර්ණ, හානි නොවූ" භෞතික පෘෂ්ඨයන් සාක්ෂාත් කර ගැනීම කෙරෙහි අවධානය යොමු කරයි. අර්ධ සන්නායක යෙදුම්වල වීදුරු වේෆර් වැඩි වැඩියෙන් භාවිතා වන බැවින්, ඒවායේ පිරිසිදු කිරීමේ ක්‍රියාවලීන් අනිවාර්යයෙන්ම සාම්ප්‍රදායික දුර්වල ක්ෂාරීය පිරිසිදු කිරීම ඉක්මවා පරිණාමය වනු ඇත, ඉහළ පිරිසිදුකමේ ප්‍රමිතීන් සපුරාලීම සඳහා වෙනස් කරන ලද RCA ක්‍රියාවලිය වැනි වඩාත් පිරිපහදු කළ, අභිරුචිකරණය කළ විසඳුම් සංවර්ධනය කරයි.
පළ කිරීමේ කාලය: ඔක්තෝබර්-29-2025