Pastrimi i lagësht (Wet Clean) është një nga hapat kritikë në proceset e prodhimit të gjysmëpërçuesve, që synon heqjen e ndotësve të ndryshëm nga sipërfaqja e pllakës së paketimit për të siguruar që hapat pasues të procesit të mund të kryhen në një sipërfaqe të pastër.
Ndërsa madhësia e pajisjeve gjysmëpërçuese vazhdon të tkurret dhe kërkesat për precizion rriten, kërkesat teknike të proceseve të pastrimit të pllakës së pllakave janë bërë gjithnjë e më të rrepta. Edhe grimcat më të vogla, materialet organike, jonet metalike ose mbetjet e oksidit në sipërfaqen e pllakës së pllakave mund të ndikojnë ndjeshëm në performancën e pajisjes, duke ndikuar kështu në rendimentin dhe besueshmërinë e pajisjeve gjysmëpërçuese.
Parimet thelbësore të pastrimit të pllakave të plastikës
Thelbi i pastrimit të napolitanëve qëndron në largimin efektiv të ndotësve të ndryshëm nga sipërfaqja e napolitanëve nëpërmjet metodave fizike, kimike dhe të tjera, për të siguruar që napolitani të ketë një sipërfaqe të pastër të përshtatshme për përpunim të mëvonshëm.
Lloji i kontaminimit
Ndikimet kryesore në karakteristikat e pajisjes
| Kontaminimi i artikujve | Defektet e modelit
Defekte të implantimit të joneve
Defektet e prishjes së filmit izolues
| |
| Ndotje metalike | Metalet alkaline | Paqëndrueshmëria e tranzistorit MOS
Prishja/degradimi i filmit të oksidit të portës
|
| Metalet e rënda | Rritja e rrymës së rrjedhjes së kundërt të kryqëzimit PN
Defektet e prishjes së filmit të oksidit të portës
Degradimi i jetëgjatësisë së transportuesve të pakicave
Gjenerimi i defektit të shtresës së ngacmimit të oksidit
| |
| Ndotje Kimike | Material organik | Defektet e prishjes së filmit të oksidit të portës
Variacionet e filmit CVD (kohët e inkubacionit)
Ndryshimet e trashësisë së filmit të oksidit termik (oksidim i përshpejtuar)
Shfaqja e mjegullës (membrana, lente, pasqyrë, maskë, rrjetë)
|
| Dopantë inorganikë (B, P) | Zhvendosjet e tranzistorit MOS Vth
Variacionet e rezistencës së substratit Si dhe fletës polisilikoni me rezistencë të lartë
| |
| Bazat inorganike (aminat, amoniaku) dhe acidet (SOx) | Degradimi i rezolucionit të rezistencave të amplifikuara kimikisht
Shfaqja e ndotjes nga grimcat dhe mjegullës për shkak të gjenerimit të kripës
| |
| Filma oksidi nativë dhe kimikë për shkak të lagështisë dhe ajrit | Rezistencë e shtuar në kontakt
Prishja/degradimi i filmit të oksidit të portës
| |
Në mënyrë specifike, objektivat e procesit të pastrimit të pllakave përfshijnë:
Heqja e grimcave: Përdorimi i metodave fizike ose kimike për të hequr grimcat e vogla të ngjitura në sipërfaqen e pllakës së drurit. Grimcat më të vogla janë më të vështira për t'u hequr për shkak të forcave të forta elektrostatike midis tyre dhe sipërfaqes së pllakës së drurit, të cilat kërkojnë trajtim të veçantë.
Heqja e Materialit Organik: Ndotesit organikë si yndyrat dhe mbetjet fotorezistente mund të ngjiten në sipërfaqen e pllakës së paketimit. Këta ndotës zakonisht hiqen duke përdorur agjentë të fortë oksidues ose tretës.
Largimi i Joneve Metalike: Mbetjet e joneve metalike në sipërfaqen e pllakës së paketimit mund të degradojnë performancën elektrike dhe madje të ndikojnë në hapat pasues të përpunimit. Prandaj, përdoren tretësira kimike specifike për të hequr këto jone.
Heqja e Oksidit: Disa procese kërkojnë që sipërfaqja e pllakës së drurit të jetë e lirë nga shtresat e oksidit, siç është oksidi i silikonit. Në raste të tilla, shtresat e oksidit natyror duhet të hiqen gjatë hapave të caktuar të pastrimit.
Sfida e teknologjisë së pastrimit të pllakave të suvasë qëndron në largimin efikas të ndotësve pa ndikuar negativisht në sipërfaqen e tyre, siç është parandalimi i ashpërsimit të sipërfaqes, korrozionit ose dëmtimeve të tjera fizike.
2. Rrjedha e procesit të pastrimit të pllakave
Procesi i pastrimit të pllakave të pllakave zakonisht përfshin disa hapa për të siguruar heqjen e plotë të ndotësve dhe për të arritur një sipërfaqe plotësisht të pastër.
Figura: Krahasimi midis pastrimit të tipit në seri dhe pastrimit me një pllakë të vetme
Një proces tipik i pastrimit të pllakave përfshin hapat kryesorë të mëposhtëm:
1. Para-Pastrimi (Para-Pastrimi)
Qëllimi i pastrimit paraprak është heqja e ndotësve të lirshëm dhe grimcave të mëdha nga sipërfaqja e pllakës, gjë që zakonisht arrihet përmes shpëlarjes me ujë të dejonizuar (Ujë DI) dhe pastrimit me ultratinguj. Uji i dejonizuar fillimisht mund të heqë grimcat dhe papastërtitë e tretura nga sipërfaqja e pllakës, ndërsa pastrimi me ultratinguj përdor efektet e kavitacionit për të thyer lidhjen midis grimcave dhe sipërfaqes së pllakës, duke i bërë ato më të lehta për t'u zhvendosur.
2. Pastrim Kimik
Pastrimi kimik është një nga hapat kryesorë në procesin e pastrimit të pllakës së paketimit, duke përdorur tretësira kimike për të hequr materialet organike, jonet metalike dhe oksidet nga sipërfaqja e pllakës së paketimit.
Largimi i Materialit Organik: Zakonisht, acetoni ose një përzierje amoniaku/peroksidi (SC-1) përdoret për të tretur dhe oksiduar ndotësit organikë. Raporti tipik për tretësirën SC-1 është NH₄OH.
₂O₂
₂O = 1:1:5, me një temperaturë pune prej rreth 20°C.
Largimi i Joneve Metalike: Përzierjet e acidit nitrik ose acidit klorhidrik/peroksidit (SC-2) përdoren për të hequr jonet metalike nga sipërfaqja e pllakës. Raporti tipik për tretësirën SC-2 është HCl.
₂O₂
₂O = 1:1:6, me temperaturën e mbajtur në afërsisht 80°C.
Largimi i Oksidit: Në disa procese, kërkohet heqja e shtresës së oksidit nativ nga sipërfaqja e pllakës, për të cilën përdoret tretësirë e acidit hidrofluorik (HF). Raporti tipik për tretësirën HF është HF.
₂O = 1:50, dhe mund të përdoret në temperaturë ambienti.
3. Pastrimi përfundimtar
Pas pastrimit kimik, pllakat e plastikës zakonisht i nënshtrohen një hapi përfundimtar pastrimi për t'u siguruar që të mos mbeten mbetje kimike në sipërfaqe. Pastrimi përfundimtar përdor kryesisht ujë të dejonizuar për shpëlarje të plotë. Përveç kësaj, pastrimi me ujë ozoni (O₃/H₂O) përdoret për të hequr më tej çdo ndotës të mbetur nga sipërfaqja e pllakave të plastikës.
4. Tharje
Napolitanet e pastruara duhet të thahen shpejt për të parandaluar formimin e filigranëve ose ringjitjen e ndotësve. Metodat e zakonshme të tharjes përfshijnë tharjen me rrotullim dhe pastrimin me azot. E para largon lagështinë nga sipërfaqja e napolitanës duke u rrotulluar me shpejtësi të lartë, ndërsa e dyta siguron tharje të plotë duke fryrë gazin e azotit të thatë përgjatë sipërfaqes së napolitanës.
Ndotës
Emri i procedurës së pastrimit
Përshkrimi i Përzierjes Kimike
Kimikate
| Grimca | Piranja (SPM) | Acid sulfurik/peroksid hidrogjeni/ujë i dioksiduar | H2SO4/H2O2/H2O 3-4:1; 90°C |
| SC-1 (APM) | Hidroksid amoniumi/peroksid hidrogjeni/ujë i dioksiduar | NH4OH/H2O2/H2O 1:4:20; 80°C | |
| Metalet (jo bakri) | SC-2 (HPM) | Acid klorhidrik/peroksid hidrogjeni/ujë i dioksiduar | HCl/H2O2/H2O1:1:6; 85°C |
| Piranja (SPM) | Acid sulfurik/peroksid hidrogjeni/ujë i dioksiduar | H2SO4/H2O2/H2O3-4:1; 90°C | |
| DHF | Acid hidrofluorik i holluar/ujë i dioksiduar (nuk do të largojë bakrin) | HF/H2O1:50 | |
| Organikë | Piranja (SPM) | Acid sulfurik/peroksid hidrogjeni/ujë i dioksiduar | H2SO4/H2O2/H2O 3-4:1; 90°C |
| SC-1 (APM) | Hidroksid amoniumi/peroksid hidrogjeni/ujë i dioksiduar | NH4OH/H2O2/H2O 1:4:20; 80°C | |
| DIO3 | Ozoni në ujë të dejonizuar | Përzierje të optimizuara për O3/H2O | |
| Oksid vendas | DHF | Acid hidrofluorik i holluar/ujë i dioksiduar | HF/H2O 1:100 |
| BHF | Acid hidrofluorik i tamponuar | NH4F/HF/H2O |
3. Metodat e zakonshme të pastrimit të pllakave
1. Metoda e Pastrimit RCA
Metoda e pastrimit RCA është një nga teknikat më klasike të pastrimit të pllakave të pllakave në industrinë e gjysmëpërçuesve, e zhvilluar nga Korporata RCA mbi 40 vjet më parë. Kjo metodë përdoret kryesisht për të hequr ndotësit organikë dhe papastërtitë e joneve metalike dhe mund të kryhet në dy hapa: SC-1 (Pastrimi Standard 1) dhe SC-2 (Pastrimi Standard 2).
Pastrimi SC-1: Ky hap përdoret kryesisht për të hequr ndotësit dhe grimcat organike. Tretësira është një përzierje e amoniakut, peroksidit të hidrogjenit dhe ujit, e cila formon një shtresë të hollë oksidi silikoni në sipërfaqen e pllakës së silikonit.
Pastrimi SC-2: Ky hap përdoret kryesisht për të hequr ndotësit e joneve metalike, duke përdorur një përzierje të acidit klorhidrik, peroksidit të hidrogjenit dhe ujit. Ai lë një shtresë të hollë pasivizimi në sipërfaqen e pllakës së paketimit për të parandaluar rikontaminimin.
2. Metoda e Pastrimit të Piranhave (Piranha Etch Clean)
Metoda e pastrimit Piranha është një teknikë shumë efektive për heqjen e materialeve organike, duke përdorur një përzierje të acidit sulfurik dhe peroksidit të hidrogjenit, zakonisht në një raport prej 3:1 ose 4:1. Për shkak të vetive jashtëzakonisht të forta oksiduese të kësaj tretësire, ajo mund të largojë një sasi të madhe të lëndës organike dhe ndotësve kokëfortë. Kjo metodë kërkon kontroll të rreptë të kushteve, veçanërisht në aspektin e temperaturës dhe përqendrimit, për të shmangur dëmtimin e pllakës.
Pastrimi me ultratinguj përdor efektin e kavitacionit të gjeneruar nga valët zanore me frekuencë të lartë në një lëng për të hequr ndotësit nga sipërfaqja e pllakës së paketimit. Krahasuar me pastrimin tradicional me ultratinguj, pastrimi megasonic funksionon në një frekuencë më të lartë, duke mundësuar heqjen më efikase të grimcave me madhësi nën-mikron pa shkaktuar dëmtime në sipërfaqen e pllakës së paketimit.
4. Pastrimi i Ozonit
Teknologjia e pastrimit të ozonit përdor vetitë e forta oksiduese të ozonit për të dekompozuar dhe hequr ndotësit organikë nga sipërfaqja e pllakës së paketimit, duke i shndërruar ato në dioksid karboni dhe ujë të padëmshëm. Kjo metodë nuk kërkon përdorimin e reagentëve kimikë të shtrenjtë dhe shkakton më pak ndotje mjedisore, duke e bërë atë një teknologji në zhvillim në fushën e pastrimit të pllakës së paketimit.
4. Pajisjet e Procesit të Pastrimit të Napolit
Për të siguruar efikasitetin dhe sigurinë e proceseve të pastrimit të pllakave, në prodhimin e gjysmëpërçuesve përdoren një sërë pajisjesh të përparuara pastrimi. Llojet kryesore përfshijnë:
1. Pajisjet e Pastrimit të Lagësht
Pajisjet e pastrimit të lagësht përfshijnë rezervuarë të ndryshëm zhytës, rezervuarë pastrimi me ultratinguj dhe tharëse me centrifugim. Këto pajisje kombinojnë forcat mekanike dhe reagentët kimikë për të hequr ndotësit nga sipërfaqja e pllakës së paketimit. Rezervuarët zhytës zakonisht janë të pajisur me sisteme kontrolli të temperaturës për të siguruar stabilitetin dhe efektivitetin e tretësirave kimike.
2. Pajisje pastrimi kimik
Pajisjet e pastrimit kimik përfshijnë kryesisht pastrues plazme, të cilët përdorin grimca me energji të lartë në plazmë për të reaguar me sipërfaqen e pllakës dhe për të hequr mbetjet nga ajo. Pastrimi me plazmë është veçanërisht i përshtatshëm për proceset që kërkojnë ruajtjen e integritetit të sipërfaqes pa futur mbetje kimike.
3. Sisteme të Automatizuara Pastrimi
Me zgjerimin e vazhdueshëm të prodhimit të gjysmëpërçuesve, sistemet e automatizuara të pastrimit janë bërë zgjedhja e preferuar për pastrimin e pllakave në shkallë të gjerë. Këto sisteme shpesh përfshijnë mekanizma automatikë transferimi, sisteme pastrimi me shumë rezervuarë dhe sisteme kontrolli preciz për të siguruar rezultate të qëndrueshme pastrimi për secilën pllaka.
5. Trendet e së ardhmes
Ndërsa pajisjet gjysmëpërçuese vazhdojnë të tkurren, teknologjia e pastrimit të pllakave të pllakës po evoluon drejt zgjidhjeve më efikase dhe miqësore me mjedisin. Teknologjitë e ardhshme të pastrimit do të përqendrohen në:
Heqja e Grimcave Nën-nanometrike: Teknologjitë ekzistuese të pastrimit mund të trajtojnë grimca në shkallë nanometri, por me zvogëlimin e mëtejshëm të madhësisë së pajisjes, heqja e grimcave nën-nanometrike do të bëhet një sfidë e re.
Pastrimi ekologjik dhe miqësor ndaj mjedisit: Zvogëlimi i përdorimit të kimikateve të dëmshme për mjedisin dhe zhvillimi i metodave më miqësore ndaj mjedisit për pastrimin, siç janë pastrimi me ozon dhe pastrimi megasonic, do të bëhen gjithnjë e më të rëndësishme.
Nivele më të Larta Automatizimi dhe Inteligjence: Sistemet inteligjente do të mundësojnë monitorimin dhe rregullimin në kohë reale të parametrave të ndryshëm gjatë procesit të pastrimit, duke përmirësuar më tej efektivitetin e pastrimit dhe efikasitetin e prodhimit.
Teknologjia e pastrimit të pllakave të plastikës, si një hap kritik në prodhimin e gjysmëpërçuesve, luan një rol jetësor në sigurimin e sipërfaqeve të pastra të pllakave të plastikës për proceset pasuese. Kombinimi i metodave të ndryshme të pastrimit largon në mënyrë efektive ndotësit, duke siguruar një sipërfaqe të pastër substrati për hapat e mëtejshëm. Ndërsa teknologjia përparon, proceset e pastrimit do të vazhdojnë të optimizohen për të përmbushur kërkesat për saktësi më të lartë dhe shkallë më të ulëta defektesh në prodhimin e gjysmëpërçuesve.
Koha e postimit: 08 tetor 2024