Teknologjia e Pastrimit të Pllakave të Ngjitura në Prodhimin e Gjysmëpërçuesve

Teknologjia e Pastrimit të Pllakave të Ngjitura në Prodhimin e Gjysmëpërçuesve

Pastrimi i pllakave është një hap kritik gjatë gjithë procesit të prodhimit të gjysmëpërçuesve dhe një nga faktorët kryesorë që ndikon drejtpërdrejt në performancën e pajisjes dhe rendimentin e prodhimit. Gjatë fabrikimit të çipave, edhe ndotja më e vogël mund të degradojë karakteristikat e pajisjes ose të shkaktojë dështim të plotë. Si rezultat, proceset e pastrimit zbatohen para dhe pas pothuajse çdo hapi prodhimi për të hequr ndotësit sipërfaqësorë dhe për të siguruar pastërtinë e pllakave. Pastrimi është gjithashtu operacioni më i shpeshtë në prodhimin e gjysmëpërçuesve, duke përbërë afërsisht30% e të gjitha hapave të procesit.

Me shkallëzimin e vazhdueshëm të integrimit në shkallë shumë të gjerë (VLSI), nyjet e procesit kanë përparuar në28 nm, 14 nm dhe më tej, duke çuar në dendësi më të lartë të pajisjeve, gjerësi më të ngushta të vijave dhe rrjedha gjithnjë e më komplekse të procesit. Nyjet e përparuara janë dukshëm më të ndjeshme ndaj ndotjes, ndërsa madhësitë më të vogla të karakteristikave e bëjnë pastrimin më të vështirë. Si pasojë, numri i hapave të pastrimit vazhdon të rritet dhe pastrimi është bërë më kompleks, më kritik dhe më sfidues. Për shembull, një çip 90 nm zakonisht kërkon rreth90 hapa pastrimi, ndërsa një çip 20 nm kërkon rreth215 hapa pastrimiNdërsa prodhimi përparon në nyje 14 nm, 10 nm dhe më të vogla, numri i operacioneve të pastrimit do të vazhdojë të rritet.

Në thelb,Pastrimi i pllakës së napolitanës i referohet proceseve që përdorin trajtime kimike, gazra ose metoda fizike për të hequr papastërtitë nga sipërfaqja e pllakës së napolitanës.Ndotesit si grimcat, metalet, mbetjet organike dhe oksidet native mund të ndikojnë negativisht në performancën, besueshmërinë dhe rendimentin e pajisjes. Pastrimi shërben si "urë" midis hapave të njëpasnjëshëm të prodhimit - për shembull, para depozitimit dhe litografisë, ose pas gdhendjes, CMP (lustrim mekanik kimik) dhe implantimit të joneve. Në përgjithësi, pastrimi i pllakave mund të ndahet nëpastrim i lagështdhepastrim kimik.

Pastrim i lagësht

Pastrimi i lagësht përdor tretës kimikë ose ujë të deionizuar (DIW) për të pastruar pllakat. Zbatohen dy qasje kryesore:

• Metoda e zhytjesNapolitanët zhyten në tanke të mbushura me tretës ose DIW. Kjo është metoda më e përdorur gjerësisht, veçanërisht për nyjet me teknologji të përparuar.

• Metoda e spërkatjesTretësit ose DIW spërkaten mbi pllaka rrotulluese për të hequr papastërtitë. Ndërsa zhytja lejon përpunimin në seri të shumë pllakave, pastrimi me spërkatje trajton vetëm një pllaka për dhomë, por ofron kontroll më të mirë, duke e bërë atë gjithnjë e më të zakonshëm në nyjet e përparuara.

Pastrim Kimik

Siç sugjeron edhe vetë emri, pastrimi kimik shmang tretësit ose DIW-në, duke përdorur në vend të kësaj gazra ose plazmë për të hequr ndotësit. Me shtytjen drejt nyjeve të përparuara, pastrimi kimik po fiton rëndësi për shkak të...saktësi e lartëdhe efektivitet kundër organikëve, nitriteve dhe oksideve. Megjithatë, kjo kërkoninvestim më i lartë në pajisje, operacion më kompleks dhe kontroll më i rreptë i procesitNjë avantazh tjetër është se pastrimi kimik zvogëlon vëllimet e mëdha të ujërave të ndotura të gjeneruara nga metodat e lagështa.

Teknikat e zakonshme të pastrimit të lagësht

1. Pastrimi i Ujit të Deionizuar (DIW)

DIW është agjenti pastrues më i përdorur gjerësisht në pastrimin e lagësht. Ndryshe nga uji i patrajtuar, DIW pothuajse nuk përmban jone përçuese, duke parandaluar korrozionin, reaksionet elektrokimike ose degradimin e pajisjes. DIW përdoret kryesisht në dy mënyra:

1. Pastrim i drejtpërdrejtë i sipërfaqes së pllakave– Zakonisht kryhet në modalitetin me një pllakë të vetme me rul, furça ose grykë spërkatëse gjatë rrotullimit të pllakës. Një sfidë është grumbullimi i ngarkesës elektrostatike, i cili mund të shkaktojë defekte. Për ta zbutur këtë, CO₂ (dhe ndonjëherë NH₃) tretet në DIW për të përmirësuar përçueshmërinë pa ndotur pllakën.

2. Shpëlarja pas pastrimit kimik– DIW largon mbetjet e tretësirave të pastrimit që përndryshe mund të gërryenin pllakëzën ose të degradonin performancën e pajisjes nëse lihen në sipërfaqe.

2. Pastrimi me HF (Acid Hidrofluorik)

HF është kimikati më efektiv për heqjen eshtresat e oksidit nativ (SiO₂)në pllaka silikoni dhe është i dyti për nga rëndësia vetëm pas DIW. Ai gjithashtu tret metalet e bashkangjitura dhe pengon rioksidimin. Megjithatë, gdhendja me HF mund të ashpërsojë sipërfaqet e pllakave dhe të sulmojë në mënyrë të padëshirueshme metale të caktuara. Për të adresuar këto çështje, metodat e përmirësuara hollojnë HF, shtojnë oksidues, surfaktantë ose agjentë kompleksues për të rritur selektivitetin dhe për të zvogëluar ndotjen.

3. Pastrimi SC1 (Pastrimi Standard 1: NH₄OH + H₂O₂ + H₂O)

SC1 është një metodë me kosto efektive dhe shumë efikase për heqjen embetje organike, grimca dhe disa metaleMekanizmi kombinon veprimin oksidues të H₂O₂ dhe efektin tretës të NH₄OH. Ai gjithashtu largon grimcat nëpërmjet forcave elektrostatike, dhe asistenca tejzanore/megasonike përmirëson më tej efikasitetin. Megjithatë, SC1 mund të ashpërsojë sipërfaqet e pllakave, duke kërkuar optimizim të kujdesshëm të raporteve kimike, kontrollit të tensionit sipërfaqësor (nëpërmjet surfaktantëve) dhe agjentëve kelatues për të shtypur ridepozitimin e metaleve.

4. Pastrimi SC2 (Pastrimi Standard 2: HCl + H₂O₂ + H₂O)

SC2 plotëson SC1 duke hequrndotës metalikëAftësia e tij e fortë e kompleksimit i shndërron metalet e oksiduara në kripëra ose komplekse të tretshme, të cilat shpëlahen. Ndërsa SC1 është efektiv për lëndët organike dhe grimcat, SC2 është veçanërisht i vlefshëm për parandalimin e adsorbimit të metaleve dhe sigurimin e ndotjes së ulët metalike.

5. Pastrimi i O₃ (Ozonit)

Pastrimi i ozonit përdoret kryesisht përheqja e lëndës organikedhedezinfektimi i DIWO₃ vepron si një oksidant i fortë, por mund të shkaktojë ridepozitim, kështu që shpesh kombinohet me HF. Optimizimi i temperaturës është kritik pasi tretshmëria e O₃ në ujë zvogëlohet në temperatura më të larta. Ndryshe nga dezinfektantët me bazë klori (të papranueshëm në fabrikat e gjysmëpërçuesve), O₃ zbërthehet në oksigjen pa ndotur sistemet DIW.

6. Pastrim me tretës organik

Në disa procese të specializuara, tretësit organikë përdoren aty ku metodat standarde të pastrimit janë të pamjaftueshme ose të papërshtatshme (p.sh., kur duhet të shmanget formimi i oksidit).

Përfundim

Pastrimi i vaferave ështëhapi që përsëritet më shpeshnë prodhimin e gjysmëpërçuesve dhe ndikon drejtpërdrejt në rendimentin dhe besueshmërinë e pajisjes. Me lëvizjen drejtpllaka më të mëdha dhe gjeometri më të vogla të pajisjeve, kërkesat për pastërtinë e sipërfaqes së napolitanës, gjendjen kimike, vrazhdësinë dhe trashësinë e oksidit po bëhen gjithnjë e më të rrepta.

Ky artikull shqyrtoi si teknologjitë e përparuara ashtu edhe ato të përparuara të pastrimit të pllakave, duke përfshirë metodat DIW, HF, SC1, SC2, O₃ dhe tretës organik, së bashku me mekanizmat, avantazhet dhe kufizimet e tyre. Nga të dyjaperspektivat ekonomike dhe mjedisore, përmirësimet e vazhdueshme në teknologjinë e pastrimit të pllakave të pllakave janë thelbësore për të përmbushur kërkesat e prodhimit të përparuar të gjysmëpërçuesve.