वेफर सफाईका लागि सिद्धान्तहरू, प्रक्रियाहरू, विधिहरू र उपकरणहरू

चित्र: ब्याच-प्रकार र एकल-वेफर सफाई बीचको तुलना

एउटा सामान्य वेफर सफा गर्ने प्रक्रियामा निम्न मुख्य चरणहरू समावेश हुन्छन्:

१. पूर्व-सफाई (पूर्व-सफा)

पूर्व-सफाईको उद्देश्य वेफर सतहबाट खुकुलो दूषित पदार्थ र ठूला कणहरू हटाउनु हो, जुन सामान्यतया डिआयोनाइज्ड पानी (DI वाटर) कुल्ला गर्ने र अल्ट्रासोनिक सफाई मार्फत प्राप्त गरिन्छ। डिआयोनाइज्ड पानीले सुरुमा वेफर सतहबाट कणहरू र घुलनशील अशुद्धताहरू हटाउन सक्छ, जबकि अल्ट्रासोनिक सफाईले कणहरू र वेफर सतह बीचको बन्धन तोड्न क्याभिटेसन प्रभावहरू प्रयोग गर्दछ, जसले गर्दा तिनीहरूलाई हटाउन सजिलो हुन्छ।

२. रासायनिक सफाई

रासायनिक सफाई वेफर सफाई प्रक्रियाको मुख्य चरणहरू मध्ये एक हो, जसमा वेफर सतहबाट जैविक पदार्थ, धातु आयन र अक्साइडहरू हटाउन रासायनिक घोलहरू प्रयोग गरिन्छ।

जैविक पदार्थ हटाउने: सामान्यतया, एसीटोन वा अमोनिया/पेरोक्साइड मिश्रण (SC-1) जैविक प्रदूषकहरूलाई पगाल्न र अक्सिडाइज गर्न प्रयोग गरिन्छ। SC-1 घोलको लागि विशिष्ट अनुपात NH₄OH हो।

₂ओ₂

₂O = १:१:५, काम गर्ने तापक्रम लगभग २०°C।

धातु आयन हटाउने: वेफर सतहबाट धातु आयनहरू हटाउन नाइट्रिक एसिड वा हाइड्रोक्लोरिक एसिड/पेरोक्साइड मिश्रण (SC-2) प्रयोग गरिन्छ। SC-2 घोलको लागि विशिष्ट अनुपात HCl हो।

₂ओ₂

₂O = १:१:६, तापक्रम लगभग ८०°C मा कायम राखिएको।

अक्साइड हटाउने: केही प्रक्रियाहरूमा, वेफर सतहबाट नेटिभ अक्साइड तह हटाउन आवश्यक हुन्छ, जसको लागि हाइड्रोफ्लोरिक एसिड (HF) घोल प्रयोग गरिन्छ। HF घोलको लागि विशिष्ट अनुपात HF हो।

₂O = १:५०, र यसलाई कोठाको तापक्रममा प्रयोग गर्न सकिन्छ।

३. अन्तिम सफा

रासायनिक सफाई पछि, वेफरहरू सामान्यतया सतहमा कुनै पनि रासायनिक अवशेष नराख्नको लागि अन्तिम सफाई चरणबाट गुज्रिन्छन्। अन्तिम सफाईमा मुख्यतया राम्ररी कुल्ला गर्नको लागि विआयनीकृत पानी प्रयोग गरिन्छ। थप रूपमा, ओजोन पानी सफाई (O₃/H₂O) वेफर सतहबाट बाँकी रहेका कुनै पनि दूषित पदार्थहरूलाई हटाउन प्रयोग गरिन्छ।

४. सुकाउने

सफा गरिएका वेफरहरूलाई वाटरमार्क वा दूषित पदार्थहरूको पुन: संलग्नता रोक्नको लागि छिटो सुकाउनु पर्छ। सामान्य सुकाउने विधिहरूमा स्पिन सुकाउने र नाइट्रोजन शुद्धीकरण समावेश छ। पहिलोले उच्च गतिमा घुमाएर वेफर सतहबाट ओसिलोपन हटाउँछ, जबकि पछिल्लोले वेफर सतहमा सुख्खा नाइट्रोजन ग्यास उडाएर पूर्ण सुकाउने सुनिश्चित गर्दछ।

प्रदूषक

सफाई प्रक्रियाको नाम

रासायनिक मिश्रणको विवरण

रसायनहरू

कणहरू	पिरान्हा (SPM)	सल्फ्यूरिक एसिड/हाइड्रोजन पेरोक्साइड/DI पानी	H2SO4/H2O2/H2O ३-४:१; ९० डिग्री सेल्सियस
	SC-१ (APM)	अमोनियम हाइड्रोक्साइड/हाइड्रोजन पेरोक्साइड/DI पानी	NH4OH/H2O2/H2O १:४:२०; ८० डिग्री सेल्सियस
धातुहरू (तामा होइन)	SC-२ (HPM)	हाइड्रोक्लोरिक एसिड/हाइड्रोजन पेरोक्साइड/DI पानी	HCl/H2O2/H2O1:1:6; ८५°C
	पिरान्हा (SPM)	सल्फ्यूरिक एसिड/हाइड्रोजन पेरोक्साइड/DI पानी	H2SO4/H2O2/H2O3-4:1; ९० डिग्री सेल्सियस
	डीएचएफ	हाइड्रोफ्लोरिक एसिड/DI पानीलाई पातलो पार्नुहोस् (तामा हटाउँदैन)	एचएफ/एच२ओ१:५०
अर्गानिक	पिरान्हा (SPM)	सल्फ्यूरिक एसिड/हाइड्रोजन पेरोक्साइड/DI पानी	H2SO4/H2O2/H2O ३-४:१; ९० डिग्री सेल्सियस
	SC-१ (APM)	अमोनियम हाइड्रोक्साइड/हाइड्रोजन पेरोक्साइड/DI पानी	NH4OH/H2O2/H2O १:४:२०; ८० डिग्री सेल्सियस
	डिआइओ३	डि-आयनीकृत पानीमा ओजोन	O3/H2O अनुकूलित मिश्रणहरू
नेटिभ अक्साइड	डीएचएफ	हाइड्रोफ्लोरिक एसिड/DI पानीलाई पातलो बनाउनुहोस्	HF/H2O १:१००
	बीएचएफ	बफर गरिएको हाइड्रोफ्लोरिक एसिड	NH4F/HF/H2O को लागि सिफारिस गरिएको।

३. सामान्य वेफर सफाई विधिहरू

१. आरसीए सफाई विधि

आरसीए सफाई विधि अर्धचालक उद्योगमा सबैभन्दा क्लासिक वेफर सफाई प्रविधिहरू मध्ये एक हो, जुन ४० वर्ष पहिले आरसीए कर्पोरेशनले विकास गरेको थियो। यो विधि मुख्यतया जैविक दूषित पदार्थहरू र धातु आयन अशुद्धताहरू हटाउन प्रयोग गरिन्छ र दुई चरणहरूमा पूरा गर्न सकिन्छ: SC-1 (मानक सफा १) र SC-2 (मानक सफा २)।

SC-1 सफाई: यो चरण मुख्यतया जैविक दूषित पदार्थ र कणहरू हटाउन प्रयोग गरिन्छ। घोल अमोनिया, हाइड्रोजन पेरोक्साइड र पानीको मिश्रण हो, जसले वेफर सतहमा पातलो सिलिकन अक्साइड तह बनाउँछ।

SC-2 सफाई: यो चरण मुख्यतया हाइड्रोक्लोरिक एसिड, हाइड्रोजन पेरोक्साइड र पानीको मिश्रण प्रयोग गरेर धातु आयन दूषित पदार्थहरू हटाउन प्रयोग गरिन्छ। यसले पुन: दूषित हुनबाट रोक्न वेफर सतहमा पातलो निष्क्रिय तह छोड्छ।