Нойтон цэвэрлэгээ (нойтон цэвэрлэгээ) нь хагас дамжуулагчийн үйлдвэрлэлийн чухал үе шатуудын нэг бөгөөд вафель гадаргуугаас янз бүрийн бохирдлыг арилгахад чиглэгдсэн бөгөөд дараагийн процессыг цэвэр гадаргуу дээр хийж болно.
Хагас дамжуулагч төхөөрөмжүүдийн хэмжээ багасаж, нарийвчлалын шаардлага нэмэгдсээр байгаа тул валют цэвэрлэх үйл явцын техникийн шаардлага улам бүр хатуу болж байна. Бүрхүүлийн гадаргуу дээрх хамгийн жижиг тоосонцор, органик материал, металл ион, ислийн үлдэгдэл ч төхөөрөмжийн гүйцэтгэлд ихээхэн нөлөөлж, улмаар хагас дамжуулагч төхөөрөмжийн гарц, найдвартай байдалд нөлөөлдөг.
Вафель цэвэрлэх үндсэн зарчмууд
Өргөст ялтсан хавтанг цэвэрлэх гол зорилго нь өрөвсний гадаргуугаас янз бүрийн бохирдуулагчийг физик, химийн болон бусад аргаар үр дүнтэй арилгахад оршино.
Бохирдлын төрөл
Төхөөрөмжийн шинж чанарт үзүүлэх үндсэн нөлөө
| Бохирдолт зүйл | Загварын согогууд
Ионы суулгацын гажиг
Тусгаарлагч хальсны эвдрэлийн гэмтэл
| |
| Металлын бохирдол | Шүлтлэг металлууд | MOS транзисторын тогтворгүй байдал
Хаалганы оксидын хальс задрах/задрах
|
| Хүнд металл | PN уулзварын урвуу алдагдал гүйдэл нэмэгдсэн
Хаалганы оксидын хальсны эвдрэл
Цөөнхийн тээвэрлэгчдийн насан туршийн доройтол
Оксидын өдөөх давхаргын гажиг үүсэх
| |
| Химийн бохирдол | Органик материал | Хаалганы оксидын хальсны эвдрэл
CVD хальсны өөрчлөлт (инкубацийн хугацаа)
Дулааны ислийн хальсны зузаанын өөрчлөлт (түргэвчилсэн исэлдэлт)
Манан үүсэх (вафель, линз, толь, маск, тор)
|
| Органик бус нэмэлт бодис (B, P) | MOS транзистор V-р ээлж
Si субстрат ба өндөр эсэргүүцэлтэй поли-цахиур хуудасны эсэргүүцлийн өөрчлөлтүүд
| |
| Органик бус суурь (амин, аммиак) ба хүчил (SOx) | Химийн аргаар олшруулсан эсэргүүцлийн нягтралын доройтол
Давс үүссэний улмаас бөөмийн бохирдол, манан үүсэх
| |
| Чийг, агаараас үүдэлтэй байгалийн ба химийн ислийн хальс | Холбоо барих эсэргүүцэл нэмэгдсэн
Хаалганы оксидын хальс задрах/задрах
| |
Ялангуяа вафель цэвэрлэх үйл явцын зорилгод дараахь зүйлс орно.
Бөөм арилгах: Өрөөнд наалдсан жижиг хэсгүүдийг физик эсвэл химийн аргаар зайлуулах. Жижиг тоосонцорыг арилгахад илүү төвөгтэй байдаг тул тэдгээрийн хоорондох цахилгаан статик хүч ба вафель гадаргуутай тул тусгай эмчилгээ шаарддаг.
Органик материалыг зайлуулах: Өөх тос, фоторезистийн үлдэгдэл зэрэг органик бохирдуулагч хавтанцар гадаргууд наалдаж болно. Эдгээр бохирдуулагчийг ихэвчлэн хүчтэй исэлдүүлэгч бодис эсвэл уусгагч ашиглан арилгадаг.
Металлын ионыг зайлуулах: Өрөөний гадаргуу дээрх металлын ионы үлдэгдэл нь цахилгааны гүйцэтгэлийг доройтуулж, цаашдын боловсруулалтын үе шатанд хүртэл нөлөөлж болно. Тиймээс эдгээр ионуудыг арилгахын тулд тусгай химийн уусмалуудыг ашигладаг.
Оксидыг зайлуулах: Зарим процессууд нь вафель гадаргууг цахиурын исэл гэх мэт ислийн давхаргагүй байхыг шаарддаг. Ийм тохиолдолд тодорхой цэвэрлэгээний үе шатанд байгалийн ислийн давхаргыг зайлуулах шаардлагатай.
Өргөст цаасыг цэвэрлэх технологийн сорилт нь гадаргуугийн барзгаржилт, зэврэлт болон бусад физик гэмтлээс урьдчилан сэргийлэх гэх мэт хавтанцарын гадаргууд сөрөг нөлөө үзүүлэхгүйгээр бохирдуулагчийг үр дүнтэй арилгахад оршино.
2. Вафель цэвэрлэх үйл явцын урсгал
Өрөө цэвэрлэх үйл явц нь ихэвчлэн бохирдуулагчийг бүрэн арилгах, бүрэн цэвэр гадаргуутай болгохын тулд олон алхмуудыг агуулдаг.
Зураг: Багцын төрөл ба нэг вафель цэвэрлэгээний харьцуулалт
Ердийн өрмөнцөр цэвэрлэх үйл явц нь дараах үндсэн алхмуудыг агуулна.
1. Урьдчилан цэвэрлэх (Урьдчилан цэвэрлэх)
Урьдчилан цэвэрлэх зорилго нь вафель гадаргуугаас сул бохирдол, том тоосонцорыг зайлуулах явдал бөгөөд энэ нь ихэвчлэн ионгүйжүүлсэн усаар (DI ус) зайлах, хэт авианы цэвэрлэгээ хийх замаар хийгддэг. Ионгүйжүүлсэн ус нь эхлээд ялтсуудын гадаргуугаас тоосонцор болон ууссан хольцыг зайлуулж чаддаг бол хэт авианы цэвэрлэгээ нь тоосонцор болон вафель гадаргуугийн хоорондох холбоог таслахын тулд кавитацийн нөлөөг ашиглан тэдгээрийг салгахад хялбар болгодог.
2. Химийн цэвэрлэгээ
Химийн цэвэрлэгээ нь өрмөнцөрийн гадаргуугаас органик материал, металл ион, ислийг арилгахын тулд химийн уусмалыг ашиглах үйл явцын үндсэн үе шатуудын нэг юм.
Органик бодисыг зайлуулах: Ихэвчлэн ацетон эсвэл аммиак/хэт ислийн холимог (SC-1) нь органик бохирдуулагчийг уусгах, исэлдүүлэхэд ашиглагддаг. SC-1 уусмалын ердийн харьцаа нь NH₄OH юм
₂O₂
₂O = 1:1:5, ажлын температур 20°C орчим байна.
Металлын ионыг зайлуулах: Азотын хүчил эсвэл давсны хүчил/хэт ислийн хольц (SC-2) нь вафель гадаргуугаас металл ионыг зайлуулахад ашиглагддаг. SC-2 уусмалын ердийн харьцаа нь HCl юм
₂O₂
₂O = 1:1:6, температурыг ойролцоогоор 80 ° C-д хадгална.
Оксидыг зайлуулах: Зарим процесст вафель гадаргуугаас уугуул ислийн давхаргыг зайлуулах шаардлагатай байдаг бөгөөд үүнд фторын хүчил (HF) уусмалыг ашигладаг. HF уусмалын ердийн харьцаа нь HF юм
₂O = 1:50, өрөөний температурт хэрэглэж болно.
3. Эцсийн цэвэрлэгээ
Химийн цэвэрлэгээ хийсний дараа вафель нь гадаргуу дээр химийн үлдэгдэл үлдэхгүйн тулд эцсийн цэвэрлэгээ хийдэг. Эцсийн цэвэрлэгээнд голчлон ионгүйжүүлсэн усыг сайтар зайлж угаана. Нэмж дурдахад, озоны ус цэвэрлэх (O₃/H₂O) нь вафель гадаргуугаас үлдэгдэл бохирдуулагч бодисыг арилгахад ашиглагддаг.
4. Хатаах
Усны тэмдэг, бохирдуулагчийг дахин наалдуулахгүйн тулд цэвэрлэсэн өрөмийг хурдан хатаана. Хатаах түгээмэл аргууд нь ээрэх хатаах, азотын цэвэршүүлэх арга юм. Эхнийх нь өрмөнцөрийн гадаргуугаас чийгийг өндөр хурдтайгаар ээрэх замаар арилгадаг бол хоёр дахь нь вафель гадаргуу дээгүүр хуурай азотын хий үлээж бүрэн хатаахыг баталгаажуулдаг.
Бохирдуулагч
Цэвэрлэх процедурын нэр
Химийн хольцын тодорхойлолт
Химийн бодисууд
| Бөөмүүд | Пиранха (SPM) | Хүхрийн хүчил/устөрөгчийн хэт исэл/DI ус | H2SO4/H2O2/H2O 3-4:1; 90°C |
| SC-1 (APM) | Аммонийн гидроксид/устөрөгчийн хэт исэл/ДИ ус | NH4OH/H2O2/H2O 1:4:20; 80°C | |
| Металл (зэс биш) | SC-2 (HPM) | Давсны хүчил/устөрөгчийн хэт исэл/ДИ ус | HCl/H2O2/H2O1:1:6; 85°C |
| Пиранха (SPM) | Хүхрийн хүчил/устөрөгчийн хэт исэл/DI ус | H2SO4/H2O2/H2O3-4:1; 90°C | |
| DHF | Усны фторын хүчил / DI усыг шингэлнэ (зэсийг зайлуулахгүй) | HF/H2O1:50 | |
| Органик | Пиранха (SPM) | Хүхрийн хүчил/устөрөгчийн хэт исэл/DI ус | H2SO4/H2O2/H2O 3-4:1; 90°C |
| SC-1 (APM) | Аммонийн гидроксид/устөрөгчийн хэт исэл/ДИ ус | NH4OH/H2O2/H2O 1:4:20; 80°C | |
| DIO3 | Ионгүйжүүлсэн усанд озон | O3/H2O оновчтой хольц | |
| Төрөлхийн оксид | DHF | Усны фторын хүчил / DI усыг шингэлнэ | HF/H2O 1:100 |
| BHF | Буфержүүлсэн фторын хүчил | NH4F/HF/H2O |
3. Вафель цэвэрлэх нийтлэг аргууд
1. RCA цэвэрлэх арга
RCA цэвэрлэх арга нь 40 гаруй жилийн өмнө RCA корпорациас боловсруулсан хагас дамжуулагчийн үйлдвэрлэлийн хамгийн сонгодог хавтан цэвэрлэх аргуудын нэг юм. Энэ аргыг үндсэндээ органик бохирдуулагч болон металлын ионы хольцыг арилгахад ашигладаг бөгөөд SC-1 (Стандарт Цэвэр 1) ба SC-2 (Стандарт Цэвэр 2) гэсэн хоёр үе шаттайгаар дуусгах боломжтой.
SC-1 цэвэрлэгээ: Энэ үе шат нь ихэвчлэн органик бохирдол, тоосонцорыг арилгахад ашиглагддаг. Уг уусмал нь аммиак, устөрөгчийн хэт исэл, усны холимог бөгөөд вафель гадаргуу дээр нимгэн цахиурын ислийн давхарга үүсгэдэг.
SC-2 Цэвэрлэгээ: Энэ үе шат нь давсны хүчил, устөрөгчийн хэт исэл, усны хольцыг ашиглан металл ионы бохирдуулагчийг арилгахад голчлон хэрэглэгддэг. Энэ нь дахин бохирдохоос сэргийлж, вафель гадаргуу дээр нимгэн идэвхгүй давхарга үлдээдэг.
2. Пиранха цэвэрлэх арга (Piranha Etch Clean)
Пиранха цэвэрлэх арга нь хүхрийн хүчил ба устөрөгчийн хэт ислийн холимогийг ихэвчлэн 3:1 эсвэл 4:1 харьцаатай органик бодисыг зайлуулах өндөр үр дүнтэй арга юм. Энэхүү уусмал нь маш хүчтэй исэлдэлтийн шинж чанартай тул их хэмжээний органик бодис, зөрүүд бохирдуулагчийг зайлуулж чаддаг. Энэ арга нь хавтанг гэмтээхгүйн тулд нөхцөл байдлыг, ялангуяа температур, концентрацийн хувьд хатуу хяналтыг шаарддаг.
Хэт авианы цэвэрлэгээ нь шингэн дэх өндөр давтамжийн дууны долгионоор үүсгэгддэг кавитацийн эффектийг ашиглан вафель гадаргуугаас бохирдуулагчийг арилгадаг. Уламжлалт хэт авианы цэвэрлэгээтэй харьцуулахад мегасоник цэвэрлэгээ нь илүү өндөр давтамжтайгаар ажилладаг бөгөөд энэ нь жижиг микроны хэмжээтэй тоосонцорыг хавтангийн гадаргууд гэмтэл учруулахгүйгээр илүү үр дүнтэй арилгах боломжийг олгодог.
4. Озоны цэвэрлэгээ
Озон цэвэрлэх технологи нь озоны хүчтэй исэлдүүлэх шинж чанарыг ашиглан вафель гадаргуугаас органик бохирдуулагчийг задалж, устгаж, улмаар тэдгээрийг хоргүй нүүрстөрөгчийн давхар исэл, ус болгон хувиргадаг. Энэ арга нь өндөр үнэтэй химийн урвалж ашиглах шаардлагагүй бөгөөд байгаль орчныг бага бохирдуулдаг тул валют цэвэрлэх салбарт шинээр гарч ирж буй технологи юм.
4. Вафель цэвэрлэх процессын тоног төхөөрөмж
Өргөст хавтанг цэвэрлэх үйл явцын үр ашиг, аюулгүй байдлыг хангахын тулд хагас дамжуулагчийн үйлдвэрлэлд янз бүрийн дэвшилтэт цэвэрлэгээний төхөөрөмжийг ашигладаг. Үндсэн төрлүүд нь:
1. Нойтон цэвэрлэгээний төхөөрөмж
Нойтон цэвэрлэгээний төхөөрөмжид төрөл бүрийн усанд дүрэх сав, хэт авианы цэвэрлэгээний сав, ээрэх хатаагч орно. Эдгээр төхөөрөмжүүд нь механик хүч, химийн урвалжуудыг нэгтгэж, вафель гадаргуугаас бохирдуулагчийг зайлуулдаг. Усанд дүрэх савнууд нь ихэвчлэн химийн уусмалын тогтвортой байдал, үр нөлөөг хангахын тулд температурын хяналтын системээр тоноглогдсон байдаг.
2. Хими цэвэрлэгээний төхөөрөмж
Хуурай цэвэрлэгээний төхөөрөмжид голчлон плазмын цэвэрлэгч багтдаг бөгөөд тэдгээр нь сийвэн дэх өндөр энергитэй тоосонцортой урвалд орж, вафель гадаргуугаас үлдэгдлийг зайлуулдаг. Плазмын цэвэрлэгээ нь химийн үлдэгдэл оруулахгүйгээр гадаргуугийн бүрэн бүтэн байдлыг хангах шаардлагатай процессуудад ялангуяа тохиромжтой.
3. Автомат цэвэрлэгээний системүүд
Хагас дамжуулагчийн үйлдвэрлэл тасралтгүй өргөжин тэлж байгаа тул автоматжуулсан цэвэрлэгээний систем нь өргөн цар хүрээтэй хавтанцар цэвэрлэхэд илүүд үздэг сонголт болсон. Эдгээр системүүд нь ихэвчлэн автомат шилжүүлгийн механизм, олон танк цэвэрлэх систем, нарийн хяналтын системийг багтаасан бөгөөд хавтан бүрийг тогтмол цэвэрлэх үр дүнг баталгаажуулдаг.
5. Ирээдүйн чиг хандлага
Хагас дамжуулагч төхөөрөмжүүд багассаар байгаа тул вафель цэвэрлэх технологи нь илүү үр ашигтай, байгаль орчинд ээлтэй шийдлүүд рүү хөгжиж байна. Ирээдүйн цэвэрлэгээний технологид анхаарлаа хандуулна:
Дэд нанометрийн тоосонцорыг арилгах: Одоо байгаа цэвэрлэх технологиуд нь нанометрийн хэмжээтэй тоосонцортой ажиллах боломжтой боловч төхөөрөмжийн хэмжээ багасснаар дэд нанометрийн тоосонцорыг арилгах нь шинэ сорилт болно.
Ногоон ба байгальд ээлтэй цэвэрлэгээ: Байгаль орчинд хортой химийн бодисын хэрэглээг багасгах, озон цэвэрлэх, мегасоник цэвэрлэгээ зэрэг байгальд ээлтэй цэвэрлэгээний аргуудыг хөгжүүлэх нь улам бүр чухал болно.
Автоматжуулалт ба оюун ухааны дээд түвшин: Ухаалаг системүүд нь цэвэрлэгээний явцад янз бүрийн параметрүүдийг бодит цаг хугацаанд хянаж, тохируулах боломжийг олгож, цэвэрлэгээний үр ашиг, үйлдвэрлэлийн үр ашгийг улам сайжруулах болно.
Хагас дамжуулагчийг үйлдвэрлэхэд чухал алхам болох өрмөнцөр цэвэрлэх технологи нь дараагийн процессуудад вафель гадаргууг цэвэр байлгахад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Төрөл бүрийн цэвэрлэгээний аргуудын хослол нь бохирдуулагчийг үр дүнтэй арилгаж, дараагийн алхмуудад цэвэр субстратын гадаргууг бүрдүүлдэг. Технологи хөгжихийн хэрээр хагас дамжуулагчийн үйлдвэрлэлийн өндөр нарийвчлал, бага согогтой байх шаардлагыг хангахын тулд цэвэрлэх процессыг оновчтой болгох болно.
Шуудангийн цаг: 2024-10-08