Цахиур болон шилэн хавтан хоёулаа "цэвэрлэгээ" гэсэн нийтлэг зорилготой боловч цэвэрлэх явцад тулгарч буй бэрхшээл, бүтэлгүйтлийн горимууд нь маш өөр байдаг. Энэхүү зөрүү нь цахиур, шилний төрөлхийн материаллаг шинж чанар, техникийн шаардлага, мөн тэдгээрийн эцсийн хэрэглээнээс үүдэлтэй цэвэрлэгээний тодорхой "философи" зэргээс үүдэлтэй.
Эхлээд тодруулъя: Бид яг юу цэвэрлэж байна вэ? Ямар бохирдуулагчид хамаарах вэ?
Бохирдуулагчдыг дөрвөн төрөлд хувааж болно.
-
Бөөмийн бохирдуулагч
-
Тоос, металл тоосонцор, органик тоосонцор, зүлгүүрийн тоосонцор (CMP процессоос) гэх мэт.
-
Эдгээр бохирдуулагч нь богино өмд эсвэл нээлттэй хэлхээ гэх мэт хэв маягийн согог үүсгэдэг.
-
-
Органик бохирдуулагчид
-
Фоторезистийн үлдэгдэл, давирхайн нэмэлт, хүний арьсны тос, уусгагчийн үлдэгдэл гэх мэт.
-
Органик бохирдуулагч нь сийлбэр эсвэл ион суулгахад саад болж, бусад нимгэн хальсны наалдацыг бууруулдаг маск үүсгэдэг.
-
-
Металлын ион бохирдуулагч
-
Төмөр, зэс, натри, кали, кальци гэх мэт нь үндсэндээ тоног төхөөрөмж, химийн бодис, хүнтэй харьцахаас үүсдэг.
-
Хагас дамжуулагчийн хувьд металлын ионууд нь "алуурч" бохирдуулагч бөгөөд хориотой зурваст энергийн түвшинг оруулдаг бөгөөд энэ нь алдагдсан гүйдлийг нэмэгдүүлж, зөөвөрлөгчийн ашиглалтын хугацааг богиносгож, цахилгааны шинж чанарыг ихээхэн гэмтээдэг. Шилэн дотор тэдгээр нь дараагийн нимгэн хальсны чанар, наалдацанд нөлөөлж болно.
-
-
Төрөлхийн оксидын давхарга
-
Цахиур ялтсуудын хувьд: Цахиурын давхар ислийн нимгэн давхарга (Уугуул исэл) агаарт гадаргуу дээр байгалийн жамаар үүсдэг. Энэхүү ислийн давхаргын зузаан, жигд байдлыг хянахад хэцүү байдаг тул хаалганы исэл гэх мэт гол бүтцийг бүтээх явцад үүнийг бүрэн арилгах шаардлагатай.
-
Шилэн вафельний хувьд: Шил нь өөрөө цахиурын сүлжээний бүтэц тул "уугуул ислийн давхаргыг арилгах" асуудал байхгүй. Гэсэн хэдий ч гадаргуу нь бохирдлоос болж өөрчлөгдсөн байж магадгүй бөгөөд энэ давхаргыг арилгах шаардлагатай.
-
I. Үндсэн зорилго: Цахилгааны гүйцэтгэл ба бие бялдрын төгс байдлын хоорондын ялгаа
-
Цахиурын вафель
-
Цэвэрлэгээний гол зорилго нь цахилгааны гүйцэтгэлийг хангах явдал юм. Техникийн үзүүлэлтүүд нь нарийн ширхэгтэй тоосонцор болон хэмжээ (жишээ нь: ≥0.1μm тоосонцорыг үр дүнтэй арилгах шаардлагатай), металлын ионы концентраци (жишээ нь, Fe, Cu-г ≤10¹⁰ атом/см² буюу түүнээс бага хэмжээнд хянах шаардлагатай), органик үлдэгдэлийн түвшинг багтаадаг. Бүр бичил харуурын бохирдол нь хэлхээний богино холболт, гүйдэл алдагдах эсвэл хаалганы ислийн бүрэн бүтэн байдлыг алдагдуулахад хүргэдэг.
-
-
Шилэн вафель
-
Субстратын хувьд үндсэн шаардлага нь физик төгс байдал, химийн тогтвортой байдал юм. Үзүүлэлтүүд нь зураасгүй, арилдаггүй толбо, анхны гадаргуугийн барзгар байдал, геометрийг хадгалах зэрэг макро түвшний асуудлуудад анхаарлаа хандуулдаг. Цэвэрлэгээний зорилго нь үндсэндээ харааны цэвэр байдал, бүрэх зэрэг дараагийн процессуудад сайн наалддаг байдлыг хангах явдал юм.
-
II. Материаллаг шинж чанар: Кристал ба аморф хоёрын үндсэн ялгаа
-
Цахиур
-
Цахиур бол талст материал бөгөөд түүний гадаргуу нь байгалийн жамаар жигд бус цахиурын давхар исэл (SiO₂) ислийн давхарга үүсгэдэг. Энэхүү ислийн давхарга нь цахилгааны гүйцэтгэлд эрсдэл учруулдаг тул сайтар, жигд арилгах ёстой.
-
-
Шилэн
-
Шил бол аморф цахиурын сүлжээ юм. Түүний задгай материал нь найрлагаараа цахиурын оксидын давхаргатай төстэй бөгөөд энэ нь фторын хүчил (HF) -ээр хурдан сийлэгдэх боломжтой бөгөөд шүлтийн хүчтэй элэгдэлд өртөмтгий бөгөөд гадаргуугийн барзгаржилт эсвэл хэв гажилтыг нэмэгдүүлдэг. Энэхүү үндсэн ялгаа нь цахиур ялтсыг цэвэрлэх гэрэл, хяналттай сийлбэрийг тэсвэрлэж, бохирдуулагч бодисыг зайлуулж чаддаг бол үндсэн материалыг гэмтээхгүйн тулд шилэн хавтанцар цэвэрлэх ажлыг маш болгоомжтой хийх ёстойг харуулж байна.
-
| Цэвэрлэгээний зүйл | Цахиурын вафель цэвэрлэх | Шилэн вафель цэвэрлэх |
|---|---|---|
| Цэвэрлэх зорилго | Өөрийн уугуул исэл давхаргыг агуулдаг | Цэвэрлэх аргыг сонгох: Үндсэн материалыг хамгаалахын зэрэгцээ бохирдуулагчийг зайлуулна |
| Стандарт RCA цэвэрлэгээ | - SPM(H₂SO₄/H₂O₂): Органик/фоторезистийн үлдэгдлийг арилгана. | Үндсэн цэвэрлэгээний урсгал: |
| - SC1(NH₄OH/H₂O₂/H₂O): Гадаргуугийн тоосонцорыг арилгана. | Сул шүлтлэг цэвэрлэгээний бодис: Органик бохирдуулагч, тоосонцорыг арилгах идэвхтэй гадаргуугийн бодис агуулсан | |
| - DHF(Гидрофторын хүчил): Байгалийн ислийн давхарга болон бусад бохирдуулагчийг арилгана | Хүчтэй шүлтлэг эсвэл дунд шүлтлэг цэвэрлэгээний бодис: Металл болон дэгдэмхий бус бохирдлыг арилгахад ашигладаг | |
| - SC2(HCl/H₂O₂/H₂O): Металлын бохирдлыг арилгана | Бүхэлд нь ЭМС-ээс зайлсхий | |
| Гол химийн бодисууд | Хүчтэй хүчил, хүчтэй шүлт, исэлдүүлэгч уусгагч | Бага зэргийн бохирдлыг арилгахад зориулагдсан сул шүлтлэг цэвэрлэгээний бодис |
| Биеийн тусламж | Ионгүйжүүлсэн ус (өндөр цэвэршилттэй зайлах зориулалттай) | Хэт авианы, мегасоник угаалга |
| Хатаах технологи | Мегасоник, IPA уураар хатаах | Зөөлөн хатаах: Удаан өргөх, IPA уураар хатаах |
III. Цэвэрлэгээний шийдлүүдийн харьцуулалт
Дээр дурдсан зорилго, материалын шинж чанарт үндэслэн цахиур, шилэн хавтанг цэвэрлэх шийдэл нь ялгаатай байна.
| Цахиурын вафель цэвэрлэх | Шилэн вафель цэвэрлэх | |
|---|---|---|
| Цэвэрлэгээний зорилго | Өргөсний уугуул исэл давхаргыг оролцуулан сайтар арилгана. | Сонгон зайлуулах: субстратыг хамгаалахын зэрэгцээ бохирдуулагчийг арилгана. |
| Ердийн процесс | Стандарт RCA цэвэрлэгээ:•SPM(H₂SO₄/H₂O₂): хүнд органик/фоторезистийг арилгана •SC1(NH₄OH/H₂O₂/H₂O): шүлтлэг хэсгүүдийг зайлуулах •DHF(шингэрүүлсэн HF): уугуул ислийн давхарга болон металлыг арилгана •SC2(HCl/H₂O₂/H₂O): металлын ионыг зайлуулдаг | Онцлог цэвэрлэгээний урсгал:•Зөөлөн шүлтлэг цэвэрлэгчорганик болон тоосонцорыг арилгахын тулд гадаргуугийн идэвхтэй бодисуудтай •Хүчиллэг эсвэл төвийг сахисан цэвэрлэгчметаллын ион болон бусад тусгай бохирдуулагчийг зайлуулах •Процессын туршид ЭМС-ээс зайлсхий |
| Гол химийн бодисууд | Хүчтэй хүчил, хүчтэй исэлдүүлэгч, шүлтлэг уусмал | Зөөлөн шүлтлэг цэвэрлэгч; тусгай төвийг сахисан эсвэл бага зэрэг хүчиллэг цэвэрлэгч |
| Биеийн тусламж | Мегасоник (өндөр үр ашигтай, зөөлөн тоосонцор арилгадаг) | Хэт авиа, мегасон |
| Хатаах | Марангони хатаах; IPA уураар хатаах | Удаан татах хатаах; IPA уураар хатаах |
-
Шилэн вафель цэвэрлэх үйл явц
-
Одоогийн байдлаар ихэнх шил боловсруулах үйлдвэрүүд шилний материалын шинж чанарт тулгуурлан цэвэрлэх процедурыг голчлон сул шүлтлэг цэвэрлэгээний бодисуудад тулгуурлан ашигладаг.
-
Цэвэрлэгээний бодисын шинж чанар:Эдгээр тусгай цэвэрлэгээний бодисууд нь ихэвчлэн сул шүлтлэг бөгөөд рН нь 8-9 орчим байдаг. Тэдгээр нь ихэвчлэн гадаргуугийн идэвхтэй бодисууд (жишээ нь, алкил полиоксиэтилен эфир), металл гелатын бодисууд (жишээ нь, HEDP), мөн тос, хурууны хээ зэрэг органик бохирдуулагчийг эмульсжүүлэх, задлахад зориулагдсан органик цэвэрлэгээний бодисуудыг агуулдаг бөгөөд шилэн матрицыг хамгийн бага идэмхий болгодог.
-
Процессын урсгал:Ердийн цэвэрлэгээний процесс нь өрөөний температураас 60 хэм хүртэлх температурт сул шүлтлэг цэвэрлэгээний бодисыг хэт авианы цэвэрлэгээтэй хослуулан хэрэглэх явдал юм. Цэвэрлэсний дараа вафель нь цэвэр усаар зайлж, зөөлөн хатаах (жишээ нь, удаан өргөх эсвэл IPA уураар хатаах) зэрэг олон удаа зайлж угаана. Энэ процесс нь харааны цэвэр байдал, ерөнхий цэвэр байдлын шилэн өргүүрийн шаардлагыг үр дүнтэй хангадаг.
-
-
Цахиурын вафель цэвэрлэх үйл явц
-
Хагас дамжуулагчийг боловсруулахын тулд цахиур хавтан нь ихэвчлэн стандарт RCA цэвэрлэгээнд хамрагддаг бөгөөд энэ нь бүх төрлийн бохирдуулагчийг системтэйгээр арилгах чадвартай, хагас дамжуулагч төхөөрөмжийн цахилгааны гүйцэтгэлийн шаардлагыг хангасан өндөр үр дүнтэй цэвэрлэх арга юм.
-
IV. Шил нь илүү өндөр "цэвэр" стандартыг хангасан үед
Шилэн хавтанг нарийн ширхэгтэй тоосонцор болон металлын ионы түвшин шаардсан хэрэглээнд (жишээлбэл, хагас дамжуулагч процесст субстрат болгон ашиглах эсвэл маш сайн нимгэн хальсан гадаргуу дээр) ашиглах үед дотоод цэвэрлэгээ хангалтгүй байж болно. Энэ тохиолдолд хагас дамжуулагчийг цэвэрлэх зарчмуудыг хэрэглэж, өөрчилсөн RCA цэвэрлэх стратегийг нэвтрүүлж болно.
Энэхүү стратегийн гол зорилго нь шилний эмзэг шинж чанарыг хангахын тулд стандарт RCA процессын параметрүүдийг шингэлж, оновчтой болгох явдал юм.
-
Органик бохирдуулагчийг зайлуулах:Хүчтэй исэлдэлтээр органик бохирдуулагчийг задлахад SPM уусмал эсвэл озоны зөөлөн усыг ашиглаж болно.
-
Бөөм арилгах:Өндөр шингэрүүлсэн SC1 уусмал нь шилэн дээрх зэврэлтийг багасгахын зэрэгцээ тоосонцорыг арилгахын тулд цахилгаан статик түлхэлт, бичил сийлбэрийн нөлөөг ашиглахын тулд бага температурт, богино хугацааны эмчилгээний хугацаанд ашигладаг.
-
Металл ионыг зайлуулах:Шингэрүүлсэн SC2 уусмал эсвэл энгийн шингэрүүлсэн давсны хүчил/шингэрүүлсэн азотын хүчлийн уусмалыг металл бохирдуулагчийг гелацийн аргаар зайлуулахад ашигладаг.
-
Хатуу хоригууд:Шилэн субстратын зэврэлтээс урьдчилан сэргийлэхийн тулд DHF (ди-аммонийн фтор) -аас бүрэн зайлсхийх хэрэгтэй.
Өөрчлөгдсөн бүх процесст мегасоник технологийг хослуулах нь нано хэмжээтэй тоосонцорыг арилгах үр ашгийг ихээхэн нэмэгдүүлж, гадаргуу дээр илүү зөөлөн байдаг.
Дүгнэлт
Цахиур болон шилэн хавтанг цэвэрлэх үйл явц нь тэдгээрийн эцсийн хэрэглээний шаардлага, материалын шинж чанар, физик, химийн шинж чанарт үндэслэн урвуу инженерчлэлийн зайлшгүй үр дүн юм. Цахиур хавтан цэвэрлэх нь цахилгааны гүйцэтгэлийн хувьд "атомын түвшний цэвэр ариун байдлыг" эрэлхийлдэг бол шилэн хавтан цэвэрлэх нь "төгс, гэмтээгүй" биет гадаргууд хүрэхэд чиглэдэг. Шилэн ялтсуудыг хагас дамжуулагч хэрэглээнд улам бүр ашиглах болсон тул цэвэрлэх үйл явц нь уламжлалт сул шүлтлэг цэвэрлэгээнээс давж, цэвэр байдлын өндөр стандартыг хангахын тулд өөрчилсөн RCA процесс гэх мэт илүү боловсронгуй, захиалгат шийдлүүдийг боловсруулах болно.
Шуудангийн цаг: 2025-10-29