Edhe pse si pllakat e silikonit ashtu edhe ato të qelqit ndajnë qëllimin e përbashkët për t'u "pastruar", sfidat dhe mënyrat e dështimit me të cilat përballen gjatë pastrimit janë shumë të ndryshme. Kjo mospërputhje lind nga vetitë e natyrshme të materialeve dhe kërkesat e specifikimit të silikonit dhe qelqit, si dhe nga "filozofia" e dallueshme e pastrimit e nxitur nga aplikimet e tyre përfundimtare.
Së pari, le të sqarojmë: Çfarë saktësisht po pastrojmë? Çfarë ndotësish janë të përfshirë?
Ndotësit mund të klasifikohen në katër kategori:
-
Ndotës të grimcave
-
Pluhur, grimca metalike, grimca organike, grimca gërryese (nga procesi CMP), etj.
-
Këta ndotës mund të shkaktojnë defekte të modelit, siç janë lidhjet e shkurtra ose qarqet e hapura.
-
-
Ndotesësit organikë
-
Përfshin mbetjet e fotorezistentëve, aditivët e rrëshirës, vajrat e lëkurës së njeriut, mbetjet e tretësve, etj.
-
Ndotesit organikë mund të formojnë maska që pengojnë gdhendjen ose implantimin e joneve dhe zvogëlojnë ngjitjen e filmave të tjerë të hollë.
-
-
Ndotësit e Joneve Metalike
-
Hekuri, bakri, natriumi, kaliumi, kalciumi, etj., të cilat vijnë kryesisht nga pajisjet, kimikatet dhe kontakti me njerëzit.
-
Në gjysmëpërçuesit, jonet metalike janë ndotës "vrasës", duke futur nivele energjie në brezin e ndaluar, të cilat rrisin rrymën e rrjedhjes, shkurtojnë jetëgjatësinë e bartësit dhe dëmtojnë rëndë vetitë elektrike. Në qelq, ato mund të ndikojnë në cilësinë dhe ngjitjen e filmave të hollë pasues.
-
-
Shtresa e oksidit vendas
-
Për pllakat e silikonit: Një shtresë e hollë dioksidi silikoni (oksid vendas) formohet natyrshëm në sipërfaqen e ajrit. Trashësia dhe uniformiteti i kësaj shtrese oksidi janë të vështira për t'u kontrolluar dhe duhet të hiqet plotësisht gjatë fabrikimit të strukturave kyçe, siç janë oksidet e portës.
-
Për napolitanet e qelqit: Vetë qelqi është një strukturë rrjeti silici, kështu që nuk ka problem të "heqjes së një shtrese oksidi vendase". Megjithatë, sipërfaqja mund të jetë modifikuar për shkak të kontaminimit dhe kjo shtresë duhet të hiqet.
-
I. Qëllimet Kryesore: Divergjenca Midis Performancës Elektrike dhe Përsosmërisë Fizike
-
Napolitane silikoni
-
Qëllimi kryesor i pastrimit është të sigurojë performancën elektrike. Specifikimet zakonisht përfshijnë numërimin dhe madhësitë e grimcave të rrepta (p.sh., grimcat ≥0.1μm duhet të hiqen në mënyrë efektive), përqendrimet e joneve metalike (p.sh., Fe, Cu duhet të kontrollohen në ≤10¹⁰ atome/cm² ose më të ulëta) dhe nivelet e mbetjeve organike. Edhe ndotja mikroskopike mund të çojë në lidhje të shkurtra në qark, rryma rrjedhjeje ose dështim të integritetit të oksidit të portës.
-
-
Napolitane qelqi
-
Si substrate, kërkesat kryesore janë përsosmëria fizike dhe stabiliteti kimik. Specifikimet përqendrohen në aspekte të nivelit makro, siç janë mungesa e gërvishtjeve, njollat e palara dhe ruajtja e vrazhdësisë dhe gjeometrisë origjinale të sipërfaqes. Qëllimi i pastrimit është kryesisht të sigurojë pastërti vizuale dhe ngjitje të mirë për proceset pasuese, siç është veshja.
-
II. Natyra Materiale: Dallimi Themelor Midis Natyrës Kristalore dhe Amorfe
-
Silikon
-
Silici është një material kristalor dhe sipërfaqja e tij natyrshëm rrit një shtresë jo-uniforme të oksidit të dioksidit të silikonit (SiO₂). Kjo shtresë oksidi përbën një rrezik për performancën elektrike dhe duhet të hiqet plotësisht dhe në mënyrë uniforme.
-
-
Qelqi
-
Qelqi është një rrjet silici amorf. Materiali i tij kryesor është i ngjashëm në përbërje me shtresën e oksidit të silicit të silikonit, që do të thotë se mund të gdhendet shpejt nga acidi hidrofluorik (HF) dhe është gjithashtu i ndjeshëm ndaj erozionit të fortë alkalik, duke çuar në një rritje të vrazhdësisë ose deformimit të sipërfaqes. Ky ndryshim themelor dikton që pastrimi i pllakave të silikonit mund të tolerojë gdhendje të lehtë dhe të kontrolluar për të hequr ndotësit, ndërsa pastrimi i pllakave të qelqit duhet të kryhet me kujdes ekstrem për të shmangur dëmtimin e materialit bazë.
-
| Artikull pastrimi | Pastrimi i pllakave të silikonit | Pastrimi i pllakave të qelqit |
|---|---|---|
| Qëllimi i Pastrimit | Përfshin shtresën e vet të oksidit vendas | Zgjidhni metodën e pastrimit: Hiqni ndotësit duke mbrojtur materialin bazë |
| Pastrim Standard RCA | - SPM(H₂SO₄/H₂O₂): Heq mbetjet organike/fotoresiste | Fluksi Kryesor i Pastrimit: |
| - SC1(NH₄OH/H₂O₂/H₂O): Heq grimcat sipërfaqësore | Agjent pastrimi alkalik i dobëtPërmban agjentë sipërfaqësorë aktivë për të hequr ndotësit organikë dhe grimcat | |
| - DHF(Acidi hidrofluorik): Heq shtresën natyrale të oksidit dhe ndotësit e tjerë | Agjent pastrimi alkalik i fortë ose alkalik i mesëmPërdoret për të hequr ndotësit metalikë ose jo të avullueshëm | |
| - SC2(HCl/H₂O₂/H₂O): Largon ndotësit metalikë | Shmangni HF-në gjatë gjithë kohës | |
| Kimikate kryesore | Acide të forta, alkale të forta, tretës oksidues | Agjent pastrimi alkalik i dobët, i formuluar posaçërisht për heqjen e ndotjes së lehtë |
| Ndihma fizike | Ujë i deionizuar (për shpëlarje me pastërti të lartë) | Larje tejzanore, megasonike |
| Teknologjia e tharjes | Megasonic, tharje me avull IPA | Tharje e butë: Ngritje e ngadaltë, tharje me avull IPA |
III. Krahasimi i tretësirave të pastrimit
Bazuar në qëllimet dhe karakteristikat e materialeve të lartpërmendura, tretësirat e pastrimit për pllakat e silikonit dhe qelqit ndryshojnë:
| Pastrimi i pllakave të silikonit | Pastrimi i pllakave të qelqit | |
|---|---|---|
| Objektivi i pastrimit | Heqje e plotë, duke përfshirë shtresën e oksidit nativ të napolitanës. | Heqje selektive: eliminoni ndotësit duke mbrojtur substratin. |
| Procesi tipik | Pastrimi standard i RCA-së:•SPM(H₂SO₄/H₂O₂): largon lëndët e rënda organike/fotoresist •SC1(NH₄OH/H₂O₂/H₂O): heqja e grimcave alkaline •DHF(HF i holluar): largon shtresën e oksidit nativ dhe metalet •SC2(HCl/H₂O₂/H₂O): largon jonet metalike | Rrjedha karakteristike e pastrimit:•Pastrues me alkaline të lehtëme surfaktantë për të hequr lëndët organike dhe grimcat •Pastrues acid ose neutralpër heqjen e joneve metalike dhe ndotësve të tjerë specifikë •Shmangni HF gjatë gjithë procesit |
| Kimikate kryesore | Acide të forta, oksidues të fortë, tretësira alkaline | Pastrues me veprim të lehtë alkalik; pastrues të specializuar neutralë ose pak acidë |
| Ndihmë fizike | Megasonic (efikasitet i lartë, heqje e butë e grimcave) | Ultrasonik, megasonik |
| Tharje | Tharje marangoni; Tharje me avull IPA | Tharje me tërheqje të ngadaltë; tharje me avull IPA |
-
Procesi i Pastrimit të Napolit të Qelqtë
-
Aktualisht, shumica e impianteve të përpunimit të qelqit përdorin procedura pastrimi bazuar në karakteristikat e materialit të qelqit, duke u mbështetur kryesisht në agjentë pastrimi me alkaline të dobëta.
-
Karakteristikat e agjentit të pastrimit:Këta agjentë pastrimi të specializuar janë zakonisht dobët alkaline, me një pH rreth 8-9. Ato zakonisht përmbajnë surfaktantë (p.sh., eter alkil polioksietileni), agjentë kelues metalesh (p.sh., HEDP) dhe ndihma organike pastrimi, të projektuara për të emulsifikuar dhe dekompozuar ndotësit organikë si vajrat dhe gjurmët e gishtërinjve, ndërkohë që janë minimalisht gërryes për matricën e qelqit.
-
Rrjedha e procesit:Procesi tipik i pastrimit përfshin përdorimin e një përqendrimi specifik të agjentëve pastrues me alkaline të dobëta në temperatura që variojnë nga temperatura e dhomës deri në 60°C, të kombinuara me pastrim me ultratinguj. Pas pastrimit, pllakat e qelqit i nënshtrohen hapave të shumëfishtë të shpëlarjes me ujë të pastër dhe tharjes së butë (p.sh., ngritje e ngadaltë ose tharje me avull IPA). Ky proces përmbush në mënyrë efektive kërkesat e pllakave të qelqit për pastërti vizuale dhe pastërti të përgjithshme.
-
-
Procesi i Pastrimit të Pllakave të Silikonit
-
Për përpunimin e gjysmëpërçuesve, pllakat e silikonit zakonisht i nënshtrohen pastrimit standard RCA, i cili është një metodë pastrimi shumë efektive e aftë të adresojë sistematikisht të gjitha llojet e ndotësve, duke siguruar që të përmbushen kërkesat e performancës elektrike për pajisjet gjysmëpërçuese.
-
IV. Kur qelqi përmbush standardet më të larta të "pastërtisë"
Kur pllakat e qelqit përdoren në aplikime që kërkojnë numërim të rreptë të grimcave dhe nivele të joneve metalike (p.sh., si substrate në proceset gjysmëpërçuese ose për sipërfaqe të shkëlqyera depozitimi të filmit të hollë), procesi i pastrimit të brendshëm mund të mos jetë më i mjaftueshëm. Në këtë rast, mund të zbatohen parimet e pastrimit të gjysmëpërçuesve, duke futur një strategji të modifikuar pastrimi RCA.
Thelbi i kësaj strategjie është të hollojë dhe optimizojë parametrat standardë të procesit RCA për të akomoduar natyrën e ndjeshme të qelqit:
-
Largimi i ndotësve organikë:Tretësirat SPM ose uji më i butë me ozon mund të përdoren për të dekompozuar ndotësit organikë përmes oksidimit të fortë.
-
Heqja e grimcave:Tretësira SC1 e holluar shumë përdoret në temperatura më të ulëta dhe kohë më të shkurtër trajtimi për të shfrytëzuar efektet e saj të shtytjes elektrostatike dhe mikro-gdhendjes për të hequr grimcat, duke minimizuar njëkohësisht korrozionin në xham.
-
Heqja e Joneve Metalike:Një tretësirë e holluar SC2 ose tretësira të thjeshta të holluara të acidit klorhidrik/acidit nitrik të holluar përdoren për të hequr ndotësit metalikë nëpërmjet kelimit.
-
Ndalime të rrepta:DHF (fluoruri i diamoniumit) duhet të shmanget absolutisht për të parandaluar korrozionin e substratit të qelqit.
Në të gjithë procesin e modifikuar, kombinimi i teknologjisë megasonic rrit ndjeshëm efikasitetin e heqjes së grimcave me madhësi nano dhe është më i butë në sipërfaqe.
Përfundim
Proceset e pastrimit për pllakat e silikonit dhe qelqit janë rezultat i pashmangshëm i inxhinierisë së kundërt bazuar në kërkesat e tyre përfundimtare të aplikimit, vetitë e materialeve dhe karakteristikat fizike dhe kimike. Pastrimi i pllakave të silikonit kërkon "pastërti në nivel atomik" për performancën elektrike, ndërsa pastrimi i pllakave të qelqit përqendrohet në arritjen e sipërfaqeve fizike "perfekte, të padëmtuara". Ndërsa pllakat e qelqit përdoren gjithnjë e më shumë në aplikimet gjysmëpërçuese, proceset e tyre të pastrimit në mënyrë të pashmangshme do të evoluojnë përtej pastrimit tradicional me alkalinë të dobët, duke zhvilluar zgjidhje më të rafinuara dhe të personalizuara si procesi i modifikuar RCA për të përmbushur standardet më të larta të pastërtisë.
Koha e postimit: 29 tetor 2025