यद्यपि सिलिकन र गिलास वेफर दुवैले "सफा" गर्ने साझा लक्ष्य साझा गर्छन्, सफाईको क्रममा तिनीहरूले सामना गर्ने चुनौतीहरू र असफलता मोडहरू धेरै फरक छन्। यो विसंगति सिलिकन र गिलासको अन्तर्निहित सामग्री गुणहरू र विशिष्टता आवश्यकताहरू, साथै तिनीहरूको अन्तिम अनुप्रयोगहरूद्वारा संचालित सफाईको विशिष्ट "दर्शन" बाट उत्पन्न हुन्छ।
पहिले, स्पष्ट पारौं: हामी वास्तवमा के सफा गर्दैछौं? कस्ता प्रदूषकहरू समावेश छन्?
प्रदूषकहरूलाई चार वर्गमा वर्गीकृत गर्न सकिन्छ:
-
कण प्रदूषकहरू
-
धुलो, धातुका कणहरू, जैविक कणहरू, घर्षण गर्ने कणहरू (CMP प्रक्रियाबाट), आदि।
-
यी प्रदूषकहरूले ढाँचा दोषहरू निम्त्याउन सक्छन्, जस्तै सर्ट वा खुला सर्किट।
-
-
जैविक प्रदूषकहरू
-
फोटोरेसिस्ट अवशेषहरू, रेजिन एडिटिभहरू, मानव छालाको तेलहरू, विलायक अवशेषहरू, आदि समावेश छन्।
-
जैविक प्रदूषकहरूले मास्क बनाउन सक्छन् जसले एचिंग वा आयन इम्प्लान्टेसनमा बाधा पुर्याउँछ र अन्य पातलो फिल्महरूको टाँसिएकोपन कम गर्छ।
-
-
धातु आयन प्रदूषकहरू
-
फलाम, तामा, सोडियम, पोटासियम, क्याल्सियम, आदि, जुन मुख्यतया उपकरण, रसायन र मानव सम्पर्कबाट आउँछन्।
-
अर्धचालकहरूमा, धातु आयनहरू "हत्यारा" दूषित पदार्थहरू हुन्, जसले निषेधित ब्यान्डमा ऊर्जा स्तरहरू परिचय गराउँछन्, जसले चुहावट प्रवाह बढाउँछ, वाहक जीवनकाल छोटो पार्छ, र विद्युतीय गुणहरूलाई गम्भीर रूपमा क्षति पुर्याउँछ। गिलासमा, तिनीहरूले पछिल्ला पातलो फिल्महरूको गुणस्तर र आसंजनलाई असर गर्न सक्छन्।
-
-
नेटिभ अक्साइड तह
-
सिलिकन वेफरहरूको लागि: सिलिकन डाइअक्साइड (नेटिभ अक्साइड) को पातलो तह प्राकृतिक रूपमा हावाको सतहमा बन्छ। यस अक्साइड तहको मोटाई र एकरूपता नियन्त्रण गर्न गाह्रो छ, र गेट अक्साइड जस्ता प्रमुख संरचनाहरूको निर्माणको क्रममा यसलाई पूर्ण रूपमा हटाउनु पर्छ।
-
गिलास वेफरहरूको लागि: गिलास आफैंमा सिलिका नेटवर्क संरचना हो, त्यसैले "नेटिभ अक्साइड तह हटाउने" कुनै समस्या छैन। यद्यपि, प्रदूषणको कारणले सतह परिमार्जन गरिएको हुन सक्छ, र यो तह हटाउन आवश्यक छ।
-
I. मुख्य लक्ष्यहरू: विद्युतीय प्रदर्शन र भौतिक पूर्णता बीचको भिन्नता
-
सिलिकन वेफर्स
-
सफाईको मुख्य लक्ष्य विद्युतीय कार्यसम्पादन सुनिश्चित गर्नु हो। विशिष्टताहरूमा सामान्यतया कडा कण गणना र आकारहरू (जस्तै, ≥0.1μm कणहरू प्रभावकारी रूपमा हटाउनु पर्छ), धातु आयन सांद्रता (जस्तै, Fe, Cu लाई ≤10¹⁰ परमाणु/cm² वा कममा नियन्त्रण गर्नुपर्छ), र जैविक अवशेष स्तरहरू समावेश हुन्छन्। सूक्ष्म प्रदूषणले पनि सर्किट सर्ट, चुहावट धारा, वा गेट अक्साइड अखण्डताको विफलता निम्त्याउन सक्छ।
-
-
गिलास वेफरहरू
-
सब्सट्रेटको रूपमा, मुख्य आवश्यकताहरू भौतिक पूर्णता र रासायनिक स्थिरता हुन्। विशिष्टताहरू खरोंचहरूको अनुपस्थिति, हटाउन नसकिने दागहरू, र मूल सतहको खस्रोपन र ज्यामितिको मर्मत जस्ता म्याक्रो-स्तरका पक्षहरूमा केन्द्रित हुन्छन्। सफाई लक्ष्य मुख्यतया दृश्य स्वच्छता र कोटिंग जस्ता पछिल्ला प्रक्रियाहरूको लागि राम्रो आसंजन सुनिश्चित गर्नु हो।
-
II. भौतिक प्रकृति: क्रिस्टलीय र अनाकार बीचको आधारभूत भिन्नता
-
सिलिकन
-
सिलिकन एक क्रिस्टलीय पदार्थ हो, र यसको सतहमा प्राकृतिक रूपमा गैर-एकरूप सिलिकन डाइअक्साइड (SiO₂) अक्साइड तह बढ्छ। यो अक्साइड तहले विद्युतीय कार्यसम्पादनमा जोखिम निम्त्याउँछ र यसलाई राम्ररी र एकरूप रूपमा हटाउनु पर्छ।
-
-
गिलास
-
गिलास एक आकारहीन सिलिका नेटवर्क हो। यसको थोक सामग्री सिलिकनको सिलिकन अक्साइड तहसँग मिल्दोजुल्दो छ, जसको अर्थ यो हाइड्रोफ्लोरिक एसिड (HF) द्वारा छिट्टै नक्काशी गर्न सकिन्छ र बलियो क्षार क्षरणको लागि पनि संवेदनशील हुन्छ, जसले गर्दा सतहको खस्रोपन वा विकृतिमा वृद्धि हुन्छ। यो आधारभूत भिन्नताले सिलिकन वेफर सफाईले दूषित पदार्थहरू हटाउन प्रकाश, नियन्त्रित नक्काशी सहन सक्छ भन्ने कुरा निर्देशित गर्दछ, जबकि गिलास वेफर सफाई आधार सामग्रीलाई क्षति पुर्याउनबाट बच्न अत्यधिक सावधानीपूर्वक गर्नुपर्छ।
-
| सफाई वस्तु | सिलिकन वेफर सफाई | सिसाको वेफर सफा गर्ने |
|---|---|---|
| सफाई लक्ष्य | यसको आफ्नै नेटिभ अक्साइड तह समावेश गर्दछ | सफाई विधि छनौट गर्नुहोस्: आधार सामग्रीलाई सुरक्षित गर्दै दूषित पदार्थहरू हटाउनुहोस् |
| मानक आरसीए सफाई | - एसपीएम(H₂SO₄/H₂O₂): जैविक/फोटोरेसिस्ट अवशेषहरू हटाउँछ | मुख्य सफाई प्रवाह: |
| - एससी१(NH₄OH/H₂O₂/H₂O): सतहका कणहरू हटाउँछ | कमजोर क्षारीय सफाई एजेन्ट: जैविक प्रदूषक र कणहरू हटाउन सक्रिय सतह एजेन्टहरू समावेश गर्दछ। | |
| - डीएचएफ(हाइड्रोफ्लोरिक एसिड): प्राकृतिक अक्साइड तह र अन्य प्रदूषकहरू हटाउँछ। | बलियो क्षारीय वा मध्य क्षारीय सफाई एजेन्ट: धातु वा अ-वाष्पशील दूषित पदार्थहरू हटाउन प्रयोग गरिन्छ। | |
| - SC2(HCl/H₂O₂/H₂O): धातुका दूषित पदार्थहरू हटाउँछ | HF बाट बच्नुहोस् | |
| प्रमुख रसायनहरू | बलियो एसिड, बलियो क्षार, अक्सिडाइजिंग विलायकहरू | कमजोर क्षारीय सफाई एजेन्ट, विशेष गरी हल्का प्रदूषण हटाउनको लागि बनाइएको |
| शारीरिक सहायता | डिओनाइज्ड पानी (उच्च शुद्धता कुल्लाको लागि) | अल्ट्रासोनिक, मेगासोनिक धुलाई |
| सुकाउने प्रविधि | मेगासोनिक, IPA वाष्प सुकाउने | हल्का सुकाउने: ढिलो लिफ्ट, IPA बाफ सुकाउने |
III. सफाई समाधानहरूको तुलना
माथि उल्लिखित लक्ष्यहरू र सामग्री विशेषताहरूको आधारमा, सिलिकन र गिलास वेफरहरूको लागि सफाई समाधानहरू फरक हुन्छन्:
| सिलिकन वेफर सफाई | सिसाको वेफर सफा गर्ने | |
|---|---|---|
| सफाई उद्देश्य | वेफरको नेटिभ अक्साइड तह सहित पूर्ण रूपमा हटाउने। | छनौटपूर्ण हटाउने: सब्सट्रेटलाई सुरक्षित गर्दै दूषित पदार्थहरू हटाउनुहोस्। |
| सामान्य प्रक्रिया | मानक आरसीए सफाई:•एसपीएम(H₂SO₄/H₂O₂): भारी जैविक पदार्थ/फोटोरेसिस्ट हटाउँछ •एससी१(NH₄OH/H₂O₂/H₂O): क्षारीय कण हटाउने •डीएचएफ(पातलो HF): नेटिभ अक्साइड तह र धातुहरू हटाउँछ •SC2(HCl/H₂O₂/H₂O): धातुका आयनहरू हटाउँछ | विशेषता सफाई प्रवाह:•हल्का क्षारीय क्लिनरजैविक पदार्थ र कणहरू हटाउन सर्फ्याक्टेन्टहरू सहित •एसिडिक वा तटस्थ क्लीनरधातु आयनहरू र अन्य विशिष्ट प्रदूषकहरू हटाउनको लागि •प्रक्रियाभरि HF बाट बच्नुहोस्। |
| प्रमुख रसायनहरू | बलियो एसिड, बलियो अक्सिडाइजर, क्षारीय घोलहरू | हल्का-क्षारीय क्लीनरहरू; विशेष तटस्थ वा थोरै अम्लीय क्लीनरहरू |
| भौतिक सहयोग | मेगासोनिक (उच्च-दक्षता, कोमल कण हटाउने) | अल्ट्रासोनिक, मेगासोनिक |
| सुकाउने | Marangoni सुकाउने; IPA भाप सुकाउने | ढिलो-तान्दै सुकाउने; IPA बाफ सुकाउने |
-
गिलास वेफर सफा गर्ने प्रक्रिया
-
हाल, धेरैजसो गिलास प्रशोधन प्लान्टहरूले गिलासको भौतिक विशेषताहरूमा आधारित सफाई प्रक्रियाहरू प्रयोग गर्छन्, मुख्यतया कमजोर क्षारीय सफाई एजेन्टहरूमा भर पर्छन्।
-
सफाई एजेन्ट विशेषताहरू:यी विशेष सफाई एजेन्टहरू सामान्यतया कमजोर क्षारीय हुन्छन्, जसको pH लगभग ८-९ हुन्छ। तिनीहरूमा सामान्यतया सर्फ्याक्टेन्टहरू (जस्तै, अल्काइल पोलिअक्सिथिलिन ईथर), धातु चेलेटिंग एजेन्टहरू (जस्तै, HEDP), र जैविक सफाई सहायकहरू हुन्छन्, जुन तेल र औंठाछापहरू जस्ता जैविक प्रदूषकहरूलाई इमल्सिफाइ गर्न र विघटन गर्न डिजाइन गरिएको हो, जबकि गिलास म्याट्रिक्समा न्यूनतम रूपमा संक्षारक हुन्छ।
-
प्रक्रिया प्रवाह:सामान्य सफाई प्रक्रियामा कोठाको तापक्रमदेखि ६० डिग्री सेल्सियससम्मको तापक्रममा कमजोर क्षारीय सफाई एजेन्टहरूको विशिष्ट सांद्रता प्रयोग गरिन्छ, अल्ट्रासोनिक सफाईसँग मिलाएर। सफाई पछि, वेफरहरू शुद्ध पानी र हल्का सुकाउने (जस्तै, ढिलो उठाउने वा IPA वाष्प सुकाउने) धेरै कुल्ला चरणहरू पार गर्छन्। यो प्रक्रियाले दृश्य सफाई र सामान्य सफाईको लागि गिलास वेफर आवश्यकताहरू प्रभावकारी रूपमा पूरा गर्दछ।
-
-
सिलिकन वेफर सफाई प्रक्रिया
-
अर्धचालक प्रशोधनको लागि, सिलिकन वेफर्सले सामान्यतया मानक आरसीए सफाईबाट गुज्रिन्छ, जुन एक अत्यधिक प्रभावकारी सफाई विधि हो जुन सबै प्रकारका दूषित पदार्थहरूलाई व्यवस्थित रूपमा सम्बोधन गर्न सक्षम छ, जसले अर्धचालक उपकरणहरूको लागि विद्युतीय कार्यसम्पादन आवश्यकताहरू पूरा भएको सुनिश्चित गर्दछ।
-
IV. जब गिलासले उच्च "सफाई" मापदण्डहरू पूरा गर्छ
जब गिलास वेफरहरू कडा कण गणना र धातु आयन स्तरहरू आवश्यक पर्ने अनुप्रयोगहरूमा प्रयोग गरिन्छ (जस्तै, अर्धचालक प्रक्रियाहरूमा सब्सट्रेटको रूपमा वा उत्कृष्ट पातलो फिल्म निक्षेपण सतहहरूको लागि), आन्तरिक सफाई प्रक्रिया अब पर्याप्त नहुन सक्छ। यस अवस्थामा, परिमार्जित RCA सफाई रणनीति प्रस्तुत गर्दै, अर्धचालक सफाई सिद्धान्तहरू लागू गर्न सकिन्छ।
यस रणनीतिको मूल उद्देश्य गिलासको संवेदनशील प्रकृतिलाई समायोजन गर्न मानक RCA प्रक्रिया प्यारामिटरहरूलाई पातलो र अनुकूलन गर्नु हो:
-
जैविक प्रदूषक हटाउने:SPM घोल वा हल्का ओजोन पानीलाई बलियो अक्सिडेशन मार्फत जैविक प्रदूषकहरूलाई विघटन गर्न प्रयोग गर्न सकिन्छ।
-
कण हटाउने:अत्यधिक पातलो SC1 घोल कम तापक्रम र छोटो उपचार समयमा प्रयोग गरिन्छ ताकि यसको इलेक्ट्रोस्टेटिक रिपल्सन र माइक्रो-एचिंग प्रभावहरू प्रयोग गरी कणहरू हटाइयोस्, साथै गिलासमा क्षरण कम होस्।
-
धातु आयन हटाउने:चिलेसन मार्फत धातुका दूषित पदार्थहरू हटाउन पातलो SC2 घोल वा साधारण पातलो हाइड्रोक्लोरिक एसिड/पातलो नाइट्रिक एसिड घोल प्रयोग गरिन्छ।
-
कडा प्रतिबन्धहरू:गिलासको सब्सट्रेटको क्षरण रोक्नको लागि DHF (डाइ-अमोनियम फ्लोराइड) लाई पूर्ण रूपमा बेवास्ता गर्नुपर्छ।
सम्पूर्ण परिमार्जित प्रक्रियामा, मेगासोनिक प्रविधिको संयोजनले न्यानो-आकारका कणहरूको हटाउने दक्षतालाई उल्लेखनीय रूपमा बढाउँछ र सतहमा कोमल हुन्छ।
निष्कर्ष
सिलिकन र गिलास वेफरहरूको सफाई प्रक्रियाहरू तिनीहरूको अन्तिम अनुप्रयोग आवश्यकताहरू, सामग्री गुणहरू, र भौतिक र रासायनिक विशेषताहरूमा आधारित रिभर्स इन्जिनियरिङको अपरिहार्य परिणाम हुन्। सिलिकन वेफर सफाईले विद्युतीय कार्यसम्पादनको लागि "परमाणु-स्तरको सफाई" खोज्छ, जबकि गिलास वेफर सफाईले "उत्तम, क्षति नभएको" भौतिक सतहहरू प्राप्त गर्नमा केन्द्रित हुन्छ। गिलास वेफरहरू अर्धचालक अनुप्रयोगहरूमा बढ्दो रूपमा प्रयोग भइरहेकाले, तिनीहरूको सफाई प्रक्रियाहरू अनिवार्य रूपमा परम्परागत कमजोर क्षारीय सफाईभन्दा बाहिर विकसित हुनेछन्, उच्च सफाई मापदण्डहरू पूरा गर्न परिमार्जित RCA प्रक्रिया जस्ता थप परिष्कृत, अनुकूलित समाधानहरू विकास गर्नेछन्।
पोस्ट समय: अक्टोबर-२९-२०२५