Хагас дамжуулагч үйлдвэрлэлийн вафли цэвэрлэх технологи

Хагас дамжуулагч үйлдвэрлэлийн вафли цэвэрлэх технологи

Вафли цэвэрлэх нь хагас дамжуулагч үйлдвэрлэлийн бүх үйл явцын чухал алхам бөгөөд төхөөрөмжийн гүйцэтгэл болон үйлдвэрлэлийн гарцад шууд нөлөөлдөг гол хүчин зүйлсийн нэг юм. Чип үйлдвэрлэх явцад хамгийн бага бохирдол ч гэсэн төхөөрөмжийн шинж чанарыг доройтуулж эсвэл бүрэн эвдрэлд хүргэж болзошгүй юм. Үүний үр дүнд гадаргуугийн бохирдлыг арилгах, вафли цэвэр байдлыг хангахын тулд үйлдвэрлэлийн бараг бүх үе шатны өмнө болон дараа цэвэрлэх процессыг ашигладаг. Цэвэрлэгээ нь хагас дамжуулагч үйлдвэрлэлийн хамгийн түгээмэл ажиллагаа бөгөөд ойролцоогоор ...Бүх үйл явцын алхамуудын 30%.

Маш том хэмжээний интеграцчлалын (VLSI) тасралтгүй өргөтгөлийн тусламжтайгаар процессын зангилаанууд дараах түвшинд хүрсэн.28 нм, 14 нм ба түүнээс дээш, төхөөрөмжийн нягтрал нэмэгдэх, шугамын өргөн нарийсах, процессын урсгал улам бүр төвөгтэй болоход хүргэдэг. Дэвшилтэт зангилаанууд бохирдолд мэдэгдэхүйц мэдрэмтгий байдаг бол жижиг функцийн хэмжээ нь цэвэрлэгээг илүү хэцүү болгодог. Үүний үр дүнд цэвэрлэгээний алхмуудын тоо нэмэгдсээр байгаа бөгөөд цэвэрлэгээ илүү төвөгтэй, илүү чухал, илүү хүнд болсон. Жишээлбэл, 90 нм чип нь ихэвчлэн ойролцоогоор ... шаарддаг.90 цэвэрлэгээний алхамхарин 20 нм чип нь ойролцоогоор ... шаарддаг.215 цэвэрлэгээний алхамҮйлдвэрлэл 14 нм, 10 нм болон түүнээс жижиг зангилаанууд руу шилжих тусам цэвэрлэх ажиллагааны тоо нэмэгдсээр байх болно.

Үндсэндээ,Вафли цэвэрлэх гэдэг нь вафлины гадаргуугаас хольцыг зайлуулахын тулд химийн боловсруулалт, хий эсвэл физик аргыг ашигладаг процессыг хэлнэ.Бөөмс, металл, органик үлдэгдэл, уугуул исэл зэрэг бохирдуулагчид бүгд төхөөрөмжийн гүйцэтгэл, найдвартай байдал, гарцад сөргөөр нөлөөлж болно. Цэвэрлэгээ нь дараалсан үйлдвэрлэлийн алхмуудын хоорондох "гүүр" болж үйлчилдэг - жишээлбэл, тунадасжуулалт болон литографийн өмнө, эсвэл сийлбэр, CMP (химийн механик өнгөлгөө) болон ионы суулгацын дараа. Ерөнхийдөө вафли цэвэрлэгээг дараах байдлаар хувааж болно.нойтон цэвэрлэгээмөнхуурай цэвэрлэгээ.

Нойтон цэвэрлэгээ

Нойтон цэвэрлэгээнд вафли цэвэрлэхийн тулд химийн уусгагч эсвэл ионгүйжүүлсэн ус (DIW) ашигладаг. Хоёр үндсэн аргыг хэрэглэдэг:

• Усанд дүрэх арга: вафлигуудыг уусгагч эсвэл DIW-ээр дүүргэсэн саванд дүрдэг. Энэ бол хамгийн өргөн хэрэглэгддэг арга бөгөөд ялангуяа дэвшилтэт технологийн зангилаануудад хамгийн өргөн хэрэглэгддэг арга юм.

• Шүрших арга: хольцыг арилгахын тулд эргэлдэгч вафлинууд дээр уусгагч эсвэл DIW цацдаг. Дүрэх нь олон вафлиг багцаар боловсруулах боломжийг олгодог бол шүршигч цэвэрлэгээ нь нэг камерт зөвхөн нэг вафлиг зохицуулдаг боловч илүү сайн хяналтыг олгодог тул дэвшилтэт зангилаануудад улам бүр түгээмэл болж байна.

Хуурай цэвэрлэгээ

Нэрнээс нь харахад хуурай цэвэрлэгээ нь бохирдлыг арилгахын тулд хий эсвэл плазм ашигладаг бөгөөд уусгагч эсвэл DIW-ээс зайлсхийдэг. Дэвшилтэт зангилаа руу шилжих тусам хуурай цэвэрлэгээ нь ач холбогдолтой болж байна.өндөр нарийвчлалтаймөн органик бодис, нитрид болон исэлдлийн эсрэг үр нөлөөтэй. Гэсэн хэдий ч энэ нь шаарддагтоног төхөөрөмжийн хөрөнгө оруулалт өндөр, үйл ажиллагаа нь илүү төвөгтэй, үйл явцын хяналт илүү хатууӨөр нэг давуу тал нь хуурай цэвэрлэгээ нь нойтон аргаар үүссэн их хэмжээний бохир усыг бууруулдаг.

Нойтон цэвэрлэгээний нийтлэг аргууд

1. DIW (Ионгүйжүүлсэн ус) цэвэрлэгээ

DIW нь нойтон цэвэрлэгээнд хамгийн өргөн хэрэглэгддэг цэвэрлэгээний бодис юм. Боловсруулаагүй уснаас ялгаатай нь DIW нь бараг дамжуулагч ион агуулдаггүй тул зэврэлт, электрохимийн урвал, төхөөрөмжийн задралаас сэргийлдэг. DIW-ийг голчлон хоёр аргаар ашигладаг:

1. Вафлины гадаргууг шууд цэвэрлэх– Ихэвчлэн вафлийг эргүүлэх үед бул, сойз эсвэл шүршигч хошуу ашиглан дан вафлийн горимд гүйцэтгэдэг. Нэг бэрхшээл нь электростатик цэнэгийн хуримтлал бөгөөд энэ нь согог үүсгэж болзошгүй юм. Үүнийг бууруулахын тулд вафлийг бохирдуулахгүйгээр дамжуулах чадварыг сайжруулахын тулд CO₂ (заримдаа NH₃)-ийг DIW болгон уусгадаг.

2. Химийн цэвэрлэгээний дараа зайлах– DIW нь гадаргуу дээр үлдээвэл вафлийг зэврүүлж эсвэл төхөөрөмжийн ажиллагааг муутгаж болзошгүй үлдэгдэл цэвэрлэгээний уусмалыг арилгадаг.

2. HF (фторын хүчил) цэвэрлэгээ

HF нь устгах хамгийн үр дүнтэй химийн бодис юмуугуул исэл давхаргууд (SiO₂)цахиурын вафли дээр ач холбогдлоороо DIW-ийн дараа ордог. Энэ нь мөн наалдсан металлуудыг уусгаж, дахин исэлдэлтийг дарангуйлдаг. Гэсэн хэдий ч HF сийлбэр нь вафлины гадаргууг барзгар болгож, зарим металлыг хүсээгүй байдлаар довтлох боломжтой. Эдгээр асуудлыг шийдвэрлэхийн тулд сайжруулсан аргууд нь HF-ийг шингэлж, исэлдүүлэгч, гадаргуугийн идэвхт бодис эсвэл нийлмэл бодис нэмж сонгомол чанарыг сайжруулж, бохирдлыг бууруулдаг.

3. SC1 цэвэрлэгээ (Стандарт цэвэрлэгээ 1: NH₄OH + H₂O₂ + H₂O)

SC1 нь арилгах өртөг багатай, өндөр үр ашигтай арга юморганик үлдэгдэл, бөөмс болон зарим металлуудЭнэ механизм нь H₂O₂-ийн исэлдүүлэх үйлдэл болон NH₄OH-ийн уусгах нөлөөг хослуулсан. Энэ нь мөн электростатик хүчний тусламжтайгаар бөөмсийг түлхдэг бөгөөд хэт авианы/мегазоникийн тусламж нь үр ашгийг улам сайжруулдаг. Гэсэн хэдий ч SC1 нь вафлины гадаргууг барзгар болгож чаддаг тул химийн харьцааг сайтар оновчлох, гадаргуугийн хурцадмал байдлыг хянах (гадаргуугийн идэвхт бодисоор дамжуулан) болон металлын дахин тунадасыг дарахын тулд хелатжуулагч бодисуудыг шаарддаг.

4. SC2 цэвэрлэгээ (Стандарт цэвэрлэгээ 2: HCl + H₂O₂ + H₂O)

SC2 нь SC1-ийг хасаж нөхдөгметаллын бохирдуулагчидТүүний хүчтэй комплекс үүсгэх чадвар нь исэлдсэн металлыг уусдаг давс эсвэл комплекс болгон хувиргаж, зайлж угаана. SC1 нь органик бодис болон тоосонцорт үр дүнтэй байдаг бол SC2 нь металлын адсорбцоос урьдчилан сэргийлэх, металлын бохирдлыг багасгахад онцгой ач холбогдолтой.

5. O₃ (Озон) цэвэрлэгээ

Озоны цэвэрлэгээг голчлон ашигладагорганик бодисыг зайлуулахмөнDIW-ийг ариутгахO₃ нь хүчтэй исэлдүүлэгч бодис боловч дахин тунадасжих шалтгаан болдог тул ихэвчлэн HF-тэй хослуулдаг. Усанд уусах чадвар нь өндөр температурт буурдаг тул температурын оновчлол чухал юм. Хлор дээр суурилсан ариутгагч бодисоос (хагас дамжуулагч үйлдвэрүүдэд хүлээн зөвшөөрөгдөхгүй) ялгаатай нь O₃ нь DIW системийг бохирдуулахгүйгээр хүчилтөрөгч болгон задардаг.

6. Органик уусгагч цэвэрлэгээ

Тодорхой тусгай процессуудад органик уусгагчийг стандарт цэвэрлэгээний аргууд хангалтгүй эсвэл тохиромжгүй үед (жишээлбэл, исэл үүсэхээс зайлсхийх шаардлагатай үед) ашигладаг.

Дүгнэлт

Вафли цэвэрлэх ньхамгийн олон удаа давтагддаг алхамхагас дамжуулагч үйлдвэрлэлд ашигладаг бөгөөд төхөөрөмжийн гарц болон найдвартай байдалд шууд нөлөөлдөг.том хэмжээтэй хавтан болон жижиг төхөөрөмжийн геометрүүд, вафлийн гадаргуугийн цэвэр байдал, химийн төлөв байдал, барзгар байдал, исэлдэлтийн зузаан зэрэгт тавигдах шаардлага улам бүр чангарч байна.

Энэхүү нийтлэлд DIW, HF, SC1, SC2, O₃ болон органик уусгагч аргууд зэрэг дэвшилтэт болон дэвшилтэт вафли цэвэрлэх технологиудыг тэдгээрийн механизм, давуу болон хязгаарлалтын хамт авч үзсэн болно. Хоёуланг нь авч үзсэн.эдийн засаг, байгаль орчны хэтийн төлөв, хагас дамжуулагч үйлдвэрлэлийн дэвшилтэт шаардлагыг хангахын тулд вафли цэвэрлэх технологийг тасралтгүй сайжруулах нь чухал юм.