Yarımkeçirici İstehsalında Plitələr Təmizləmə Texnologiyası

Yarımkeçirici İstehsalında Plitələr Təmizləmə Texnologiyası

Lövhələrin təmizlənməsi bütün yarımkeçirici istehsal prosesində vacib bir addımdır və cihazın performansına və istehsal məhsuldarlığına birbaşa təsir edən əsas amillərdən biridir. Çip istehsalı zamanı hətta ən kiçik çirklənmə belə cihazın xüsusiyyətlərini pisləşdirə və ya tamamilə sıradan çıxmasına səbəb ola bilər. Nəticədə, səth çirkləndiricilərini təmizləmək və lövhələrin təmizliyini təmin etmək üçün demək olar ki, hər istehsal mərhələsindən əvvəl və sonra təmizləmə prosesləri tətbiq olunur. Təmizləmə həmçinin yarımkeçirici istehsalında ən çox görülən əməliyyatdır və təxminən...Bütün proses addımlarının 30%-i.

Çox böyük miqyaslı inteqrasiyanın (VLSI) davamlı miqyaslanması ilə proses qovşaqları inkişaf etmişdir28 nm, 14 nm və daha çox, daha yüksək cihaz sıxlığına, daha dar xətt enlərinə və getdikcə daha mürəkkəb proses axınlarına səbəb olur. Qabaqcıl qovşaqlar çirklənməyə əhəmiyyətli dərəcədə daha həssasdır, kiçik xüsusiyyət ölçüləri isə təmizlənməni daha da çətinləşdirir. Nəticə etibarilə, təmizlik addımlarının sayı artmaqda davam edir və təmizlik daha mürəkkəb, daha vacib və daha çətin hala gəlmişdir. Məsələn, 90 nm çip adətən təxminən tələb edir90 təmizləmə addımı, halbuki 20 nm çip təxminən tələb edir215 təmizləmə addımıİstehsal 14 nm, 10 nm və daha kiçik düyünlərə doğru irəlilədikcə, təmizləmə əməliyyatlarının sayı artmağa davam edəcək.

Əslində,Plitə təmizlənməsi, plitənin səthindən çirkləri təmizləmək üçün kimyəvi emal, qaz və ya fiziki metodlardan istifadə edən proseslərə aiddirZərrəciklər, metallar, üzvi qalıqlar və yerli oksidlər kimi çirkləndiricilər cihazın işinə, etibarlılığına və məhsuldarlığına mənfi təsir göstərə bilər. Təmizləmə ardıcıl istehsal mərhələləri arasında "körpü" rolunu oynayır - məsələn, çökdürmə və litoqrafiyadan əvvəl və ya aşındırmadan, CMP-dən (kimyəvi mexaniki cilalama) və ion implantasiyasından sonra. Geniş şəkildə lövhə təmizləməsini aşağıdakılara bölmək olar:yaş təmizləməvəquru təmizləmə.

Yaş Təmizlik

Yaş təmizləmə zamanı lövhələri təmizləmək üçün kimyəvi həlledicilərdən və ya deionlaşdırılmış sudan (DIW) istifadə olunur. İki əsas yanaşma tətbiq olunur:

• İmmersiya metodu: lövhələr həlledicilərlə və ya DIW ilə doldurulmuş çənlərə batırılır. Bu, xüsusilə yetkin texnologiya qovşaqları üçün ən geniş istifadə olunan metoddur.

• Çiləmə üsuluÇirkləri təmizləmək üçün fırlanan lövhələrə həlledicilər və ya DIW püskürtülür. Batırma üsulu birdən çox lövhənin toplu şəkildə emalına imkan versə də, sprey təmizləmə hər kamerada yalnız bir lövhəni emal edir, lakin daha yaxşı nəzarət təmin edir və bu da inkişaf etmiş qovşaqlarda getdikcə daha çox yayılmasına səbəb olur.

Quru Təmizləmə

Adından da göründüyü kimi, quru təmizləmə həlledicilərdən və ya DIW-dən istifadə etməmək əvəzinə, çirkləndiriciləri təmizləmək üçün qazlardan və ya plazmadan istifadə edir. Qabaqcıl qovşaqlara doğru irəlilədikcə quru təmizləmə də əhəmiyyət qazanır, çünki onunyüksək dəqiqlikvə üzvi maddələrə, nitridlərə və oksidlərə qarşı effektivlik. Lakin, bu, tələb edirdaha yüksək avadanlıq investisiyası, daha mürəkkəb əməliyyat və daha sərt proses nəzarətiDigər bir üstünlük isə quru təmizləmənin yaş üsullarla əmələ gələn böyük həcmdə çirkab sularının azaldılmasıdır.

Ümumi Yaş Təmizləmə Texnikaları

1. DIW (Deionlaşdırılmış Su) Təmizləmə

DIW nəm təmizləmədə ən çox istifadə edilən təmizləyici vasitədir. Təmizlənməmiş sudan fərqli olaraq, DIW-də demək olar ki, heç bir keçirici ion yoxdur və bu da korroziyanın, elektrokimyəvi reaksiyaların və ya cihazın parçalanmasının qarşısını alır. DIW əsasən iki şəkildə istifadə olunur:

1. Birbaşa lövhə səthinin təmizlənməsi– Adətən lövhənin fırlanması zamanı diyircəklər, fırçalar və ya püskürtmə başlıqları ilə tək lövhə rejimində yerinə yetirilir. Çətinliklərdən biri elektrostatik yükün yığılmasıdır ki, bu da qüsurlara səbəb ola bilər. Bunu azaltmaq üçün lövhəni çirkləndirmədən keçiriciliyi artırmaq üçün CO₂ (və bəzən NH₃) DIW-yə həll olunur.

2. Kimyəvi təmizləmədən sonra durulama– DIW, səthdə qaldıqda lövhəni korroziyaya uğrada və ya cihazın işini pisləşdirə biləcək qalıq təmizləyici məhlulları təmizləyir.

2. HF (Hidrofluor Turşusu) Təmizləmə

HF, təmizləmək üçün ən təsirli kimyəvi maddədiryerli oksid təbəqələri (SiO₂)silisium lövhələrində əhəmiyyətinə görə DIW-dən sonra ikinci yerdədir. Həmçinin, yapışmış metalları həll edir və təkrar oksidləşməni basdırır. Lakin, HF aşındırma lövhə səthlərini kobudlaşdıra və müəyyən metallara arzuolunmaz şəkildə hücum edə bilər. Bu problemləri həll etmək üçün təkmilləşdirilmiş metodlar selektivliyi artırmaq və çirklənməni azaltmaq üçün HF-ni durulaşdırır, oksidləşdiricilər, səthi aktiv maddələr və ya kompleksləşdirici maddələr əlavə edir.

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

SC1, aradan qaldırmaq üçün səmərəli və yüksək səmərəli bir üsuldurüzvi qalıqlar, hissəciklər və bəzi metallarMexanizm H₂O₂-nun oksidləşdirici təsirini və NH₄OH-un həlledici təsirini birləşdirir. O, həmçinin elektrostatik qüvvələr vasitəsilə hissəcikləri dəf edir və ultrasəs/meqasonik yardım səmərəliliyi daha da artırır. Lakin, SC1 lövhə səthlərini kobudlaşdıra bilər ki, bu da kimyəvi nisbətlərin diqqətlə optimallaşdırılmasını, səth gərginliyinin idarə edilməsini (səthi aktiv maddələr vasitəsilə) və metalın yenidən çökməsinin qarşısını almaq üçün xelatlaşdırıcı maddələrin istifadəsini tələb edir.

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

SC2, SC1-i çıxararaq tamamlayırmetal çirkləndiriciləriGüclü kompleksləşmə qabiliyyəti oksidləşmiş metalları həll olan duzlara və ya komplekslərə çevirir və bu duzlar yuyulur. SC1 üzvi maddələr və hissəciklər üçün təsirli olsa da, SC2 metal adsorbsiyasının qarşısını almaq və aşağı metal çirklənməsini təmin etmək üçün xüsusilə dəyərlidir.

5. O₃ (Ozon) Təmizləmə

Ozon təmizlənməsi əsasən aşağıdakılar üçün istifadə olunur:üzvi maddələrin çıxarılmasıvədezinfeksiyaedici DIWO₃ güclü oksidləşdirici kimi çıxış edir, lakin təkrar çökməyə səbəb ola bilər, buna görə də tez-tez HF ilə birləşdirilir. Temperaturun optimallaşdırılması vacibdir, çünki O₃-un suda həllolma qabiliyyəti daha yüksək temperaturda azalır. Xlor əsaslı dezinfeksiyaedici maddələrdən (yarımkeçirici fabriklərdə qəbuledilməzdir) fərqli olaraq, O₃ DIW sistemlərini çirkləndirmədən oksigenə parçalanır.

6. Üzvi Həlledici Təmizləmə

Müəyyən ixtisaslaşmış proseslərdə, standart təmizləmə üsullarının qeyri-kafi və ya uyğun olmadığı yerlərdə (məsələn, oksid əmələ gəlməsinin qarşısını almaq lazım olduqda) üzvi həlledicilərdən istifadə olunur.

Nəticə

Vafli təmizləməsidirən çox təkrarlanan addımyarımkeçirici istehsalında və məhsuldarlığa və cihazın etibarlılığına birbaşa təsir göstərir.daha böyük lövhələr və daha kiçik cihaz həndəsələri, lövhə səthinin təmizliyi, kimyəvi vəziyyəti, pürüzlülüyü və oksid qalınlığına dair tələblər getdikcə daha sərtləşir.

Bu məqalədə DIW, HF, SC1, SC2, O₃ və üzvi həlledici üsulları da daxil olmaqla həm yetkin, həm də qabaqcıl lövhə təmizləmə texnologiyaları, onların mexanizmləri, üstünlükləri və məhdudiyyətləri nəzərdən keçirilmişdir. Hər ikisindəniqtisadi və ekoloji perspektivlər, qabaqcıl yarımkeçirici istehsalının tələblərini ödəmək üçün lövhə təmizləmə texnologiyasında davamlı təkmilləşdirmələr vacibdir.