सेमीकंडक्टर वेफर दूषित आणि साफसफाईचे स्त्रोत

सेमीकंडक्टर उत्पादनात भाग घेण्यासाठी काही सेंद्रिय आणि अजैविक पदार्थ आवश्यक आहेत. याव्यतिरिक्त, प्रक्रिया नेहमी मानवी सहभागासह स्वच्छ खोलीत चालते, सेमीकंडक्टरवेफर्सअपरिहार्यपणे विविध अशुद्धी द्वारे दूषित आहेत.

दूषित पदार्थांचे स्त्रोत आणि स्वरूपानुसार, त्यांना ढोबळमानाने चार श्रेणींमध्ये विभागले जाऊ शकते: कण, सेंद्रिय पदार्थ, धातूचे आयन आणि ऑक्साइड.

1. कण:

कण हे प्रामुख्याने काही पॉलिमर, फोटोरेसिस्ट आणि एचिंग अशुद्धी असतात.

असे दूषित पदार्थ सहसा वेफरच्या पृष्ठभागावर शोषण्यासाठी आंतरआण्विक शक्तींवर अवलंबून असतात, ज्यामुळे उपकरण फोटोलिथोग्राफी प्रक्रियेच्या भौमितिक आकृत्यांच्या निर्मितीवर आणि इलेक्ट्रिकल पॅरामीटर्सवर परिणाम होतो.

अशा दूषित घटकांना प्रामुख्याने पृष्ठभागासह त्यांचे संपर्क क्षेत्र हळूहळू कमी करून काढून टाकले जातेवेफरभौतिक किंवा रासायनिक पद्धतींद्वारे.

2. सेंद्रिय पदार्थ:

सेंद्रिय अशुद्धतेचे स्त्रोत तुलनेने विस्तृत आहेत, जसे की मानवी त्वचेचे तेल, बॅक्टेरिया, मशीन ऑइल, व्हॅक्यूम ग्रीस, फोटोरेसिस्ट, क्लिनिंग सॉल्व्हेंट्स इ.

अशा दूषित पदार्थ सामान्यतः वेफरच्या पृष्ठभागावर एक सेंद्रिय फिल्म बनवतात ज्यामुळे साफसफाईचे द्रव वेफरच्या पृष्ठभागावर पोहोचू नये, परिणामी वेफरच्या पृष्ठभागाची अपूर्ण स्वच्छता होते.

अशा दूषित पदार्थांचे काढणे बहुतेकदा साफसफाईच्या प्रक्रियेच्या पहिल्या टप्प्यात केले जाते, मुख्यतः सल्फ्यूरिक ऍसिड आणि हायड्रोजन पेरोक्साइड सारख्या रासायनिक पद्धती वापरून.

3. धातूचे आयन:

सामान्य धातूच्या अशुद्धतेमध्ये लोह, तांबे, ॲल्युमिनियम, क्रोमियम, कास्ट आयर्न, टायटॅनियम, सोडियम, पोटॅशियम, लिथियम इ. मुख्य स्त्रोत म्हणजे विविध भांडी, पाईप्स, रासायनिक अभिकर्मक आणि धातूचे प्रदूषण जेव्हा प्रक्रिया करताना धातूचे परस्पर जोडणी तयार होते.

या प्रकारची अशुद्धता अनेकदा रासायनिक पद्धतींनी धातूच्या आयन कॉम्प्लेक्सच्या निर्मितीद्वारे काढून टाकली जाते.

4. ऑक्साइड:

जेव्हा अर्धसंवाहकवेफर्सऑक्सिजन आणि पाणी असलेल्या वातावरणाच्या संपर्कात आल्यास, पृष्ठभागावर एक नैसर्गिक ऑक्साईड थर तयार होईल. ही ऑक्साईड फिल्म सेमीकंडक्टर उत्पादनातील अनेक प्रक्रियांमध्ये अडथळा आणेल आणि त्यात विशिष्ट धातूची अशुद्धता देखील असेल. काही विशिष्ट परिस्थितींमध्ये, ते विद्युत दोष तयार करतील.

ही ऑक्साईड फिल्म काढून टाकण्याचे काम अनेकदा सौम्य हायड्रोफ्लोरिक ऍसिडमध्ये भिजवून पूर्ण केले जाते.

सामान्य साफसफाईचा क्रम

सेमीकंडक्टरच्या पृष्ठभागावर शोषलेली अशुद्धतावेफर्सतीन प्रकारांमध्ये विभागले जाऊ शकते: आण्विक, आयनिक आणि परमाणु.

त्यापैकी, आण्विक अशुद्धता आणि वेफरच्या पृष्ठभागामधील शोषण शक्ती कमकुवत आहे आणि अशा प्रकारचे अशुद्ध कण काढणे तुलनेने सोपे आहे. ते मुख्यतः हायड्रोफोबिक वैशिष्ट्यांसह तेलकट अशुद्धता आहेत, जे सेमीकंडक्टर वेफर्सच्या पृष्ठभागास दूषित करणाऱ्या आयनिक आणि अणु अशुद्धतेसाठी मुखवटा देऊ शकतात, जे या दोन प्रकारच्या अशुद्धता काढून टाकण्यास अनुकूल नाहीत. म्हणून, सेमीकंडक्टर वेफर्सची रासायनिक साफसफाई करताना, प्रथम आण्विक अशुद्धी काढून टाकल्या पाहिजेत.

म्हणून, सेमीकंडक्टरची सामान्य प्रक्रियावेफरस्वच्छता प्रक्रिया आहे:

डी-मॉलेक्युलायझेशन-डीआयनायझेशन-डी-एटोमायझेशन-डीआयनाइज्ड वॉटर रिन्सिंग.

याव्यतिरिक्त, वेफरच्या पृष्ठभागावरील नैसर्गिक ऑक्साईड थर काढून टाकण्यासाठी, एक पातळ अमीनो ऍसिड भिजवण्याची पायरी जोडणे आवश्यक आहे. म्हणून, साफसफाईची कल्पना प्रथम पृष्ठभागावरील सेंद्रिय दूषितता काढून टाकणे आहे; नंतर ऑक्साईड थर विरघळवा; शेवटी कण आणि धातूची दूषितता काढून टाका आणि त्याच वेळी पृष्ठभाग निष्क्रिय करा.

सामान्य साफसफाईच्या पद्धती

सेमीकंडक्टर वेफर्स साफ करण्यासाठी रासायनिक पद्धती वापरल्या जातात.

रासायनिक साफसफाई म्हणजे विविध रासायनिक अभिकर्मक आणि सेंद्रिय सॉल्व्हेंट्स वापरून अशुद्धता आणि तेलाच्या डागांवर प्रतिक्रिया देण्यासाठी किंवा विरघळण्यासाठी वेफरच्या पृष्ठभागावरील अशुद्धता नष्ट करण्यासाठी आणि नंतर प्राप्त करण्यासाठी मोठ्या प्रमाणात उच्च-शुद्धतेच्या गरम आणि थंड डीआयोनाइज्ड पाण्याने स्वच्छ धुवा. स्वच्छ पृष्ठभाग.

केमिकल क्लीनिंगला ओले केमिकल क्लीनिंग आणि ड्राय केमिकल क्लीनिंगमध्ये विभागले जाऊ शकते, ज्यामध्ये ओले केमिकल क्लीनिंग अजूनही प्रबळ आहे.

ओले रासायनिक स्वच्छता

1. ओले रासायनिक स्वच्छता:

ओल्या रासायनिक साफसफाईमध्ये प्रामुख्याने द्रावण विसर्जन, यांत्रिक स्क्रबिंग, अल्ट्रासोनिक क्लीनिंग, मेगासॉनिक क्लीनिंग, रोटरी फवारणी इ.

2. समाधान विसर्जन:

सोल्युशन विसर्जन ही रासायनिक द्रावणात वेफर बुडवून पृष्ठभागाची दूषितता काढून टाकण्याची एक पद्धत आहे. ओल्या रासायनिक साफसफाईमध्ये ही सर्वात सामान्यपणे वापरली जाणारी पद्धत आहे. वेफरच्या पृष्ठभागावरील विविध प्रकारचे दूषित पदार्थ काढून टाकण्यासाठी विविध उपायांचा वापर केला जाऊ शकतो.

सहसा, ही पद्धत वेफरच्या पृष्ठभागावरील अशुद्धता पूर्णपणे काढून टाकू शकत नाही, म्हणून विसर्जन करताना गरम करणे, अल्ट्रासाऊंड आणि ढवळणे यासारख्या भौतिक उपायांचा वापर केला जातो.

3. यांत्रिक स्क्रबिंग:

वेफरच्या पृष्ठभागावरील कण किंवा सेंद्रिय अवशेष काढून टाकण्यासाठी यांत्रिक स्क्रबिंगचा वापर केला जातो. हे सामान्यतः दोन पद्धतींमध्ये विभागले जाऊ शकते:मॅन्युअल स्क्रबिंग आणि वाइपरने स्क्रबिंग.

मॅन्युअल स्क्रबिंगसर्वात सोपी स्क्रबिंग पद्धत आहे. निर्जल इथेनॉल किंवा इतर सेंद्रिय सॉल्व्हेंट्समध्ये भिजलेला बॉल ठेवण्यासाठी आणि मेणाची फिल्म, धूळ, अवशिष्ट गोंद किंवा इतर घन कण काढून टाकण्यासाठी त्याच दिशेने वेफरच्या पृष्ठभागावर हळूवारपणे घासण्यासाठी स्टेनलेस स्टीलचा ब्रश वापरला जातो. ही पद्धत स्क्रॅच आणि गंभीर प्रदूषण निर्माण करणे सोपे आहे.

वायपर मऊ लोकर ब्रश किंवा मिश्रित ब्रशने वेफरच्या पृष्ठभागावर घासण्यासाठी यांत्रिक रोटेशन वापरतो. या पद्धतीमुळे वेफरवरील ओरखडे मोठ्या प्रमाणात कमी होतात. यांत्रिक घर्षणाच्या अभावामुळे उच्च-दाब वायपर वेफरला स्क्रॅच करणार नाही आणि खोबणीतील दूषितता काढून टाकू शकतो.

4. प्रचंड कंपनसंख्या असलेल्या (ध्वनिलहरी) स्वच्छता:

प्रचंड कंपनसंख्या असलेल्या (ध्वनिलहरी) स्वच्छता ही सेमीकंडक्टर उद्योगात मोठ्या प्रमाणावर वापरली जाणारी स्वच्छता पद्धत आहे. त्याचे फायदे चांगले स्वच्छता प्रभाव, साधे ऑपरेशन आणि जटिल उपकरणे आणि कंटेनर देखील साफ करू शकतात.

ही साफसफाईची पद्धत मजबूत प्रचंड कंपनसंख्या असलेल्या (ध्वनिलहरी) लहरींच्या प्रभावाखाली आहे (सामान्यतः वापरलेली अल्ट्रासोनिक वारंवारता 20s40kHz असते), आणि द्रव माध्यमाच्या आत विरळ आणि दाट भाग तयार केले जातील. विरळ भाग जवळजवळ व्हॅक्यूम पोकळी बबल तयार करेल. जेव्हा पोकळीचा फुगा नाहीसा होतो, तेव्हा त्याच्या जवळ एक मजबूत स्थानिक दाब निर्माण होईल, ज्यामुळे वेफरच्या पृष्ठभागावरील अशुद्धता विरघळण्यासाठी रेणूंमधील रासायनिक बंधने तोडली जातील. अघुलनशील किंवा अघुलनशील फ्लक्स अवशेष काढून टाकण्यासाठी प्रचंड कंपनसंख्या असलेल्या (ध्वनिलहरी) स्वच्छता सर्वात प्रभावी आहे.

5. मेगासोनिक स्वच्छता:

मेगासॉनिक क्लीनिंगमध्ये अल्ट्रासोनिक क्लीनिंगचे फायदे तर आहेतच, पण त्याच्या कमतरतांवरही मात करते.

मेगासॉनिक क्लीनिंग ही उच्च-ऊर्जा (850kHz) वारंवारता कंपन प्रभाव रासायनिक क्लीनिंग एजंट्सच्या रासायनिक अभिक्रियासह एकत्रित करून वेफर्स साफ करण्याची एक पद्धत आहे. साफसफाई करताना, द्रावणाचे रेणू मेगासॉनिक लहरीद्वारे प्रवेगित होतात (जास्तीत जास्त तात्कालिक वेग 30cmVs पर्यंत पोहोचू शकतो), आणि उच्च-गती द्रव लहरी सतत वेफरच्या पृष्ठभागावर प्रभाव टाकतात, ज्यामुळे प्रदूषक आणि सूक्ष्म कण पृष्ठभागाशी संलग्न होतात. वेफर बळजबरीने काढले जातात आणि साफसफाईच्या सोल्युशनमध्ये प्रवेश करतात. साफसफाईच्या सोल्युशनमध्ये ऍसिडिक सर्फॅक्टंट्स जोडणे, एकीकडे, सर्फॅक्टंट्सच्या शोषणाद्वारे पॉलिशिंग पृष्ठभागावरील कण आणि सेंद्रिय पदार्थ काढून टाकण्याचा हेतू साध्य करू शकतो; दुसरीकडे, सर्फॅक्टंट्स आणि अम्लीय वातावरणाच्या एकत्रीकरणाद्वारे, पॉलिशिंग शीटच्या पृष्ठभागावरील धातूची दूषितता काढून टाकण्याचा हेतू साध्य करू शकतो. ही पद्धत एकाच वेळी यांत्रिक पुसण्याची आणि रासायनिक साफसफाईची भूमिका बजावू शकते.

सध्या, मेगासॉनिक क्लिनिंग पद्धत पॉलिशिंग शीट साफ करण्यासाठी एक प्रभावी पद्धत बनली आहे.

6. रोटरी स्प्रे पद्धत:

रोटरी स्प्रे पद्धत ही एक पद्धत आहे जी वेफरला वेगाने फिरवण्यासाठी यांत्रिक पद्धती वापरते आणि रोटेशन प्रक्रियेदरम्यान वेफरच्या पृष्ठभागावर सतत द्रव (उच्च-शुद्ध डीआयोनाइज्ड पाणी किंवा इतर साफ करणारे द्रव) फवारते. वेफरची पृष्ठभाग.

ही पद्धत वेफरच्या पृष्ठभागावरील दूषिततेचा वापर फवारलेल्या द्रवामध्ये विरघळण्यासाठी करते (किंवा विरघळण्यासाठी त्यावर रासायनिक प्रतिक्रिया देते) आणि वेफरच्या पृष्ठभागापासून अशुद्धता असलेले द्रव वेगळे करण्यासाठी हाय-स्पीड रोटेशनच्या केंद्रापसारक प्रभावाचा वापर करते. वेळेत

रोटरी स्प्रे पद्धतीमध्ये रासायनिक स्वच्छता, द्रव यांत्रिकी साफसफाई आणि उच्च-दाब स्क्रबिंगचे फायदे आहेत. त्याच वेळी, ही पद्धत कोरडे प्रक्रियेसह देखील एकत्र केली जाऊ शकते. डिआयोनाइज्ड वॉटर स्प्रे साफसफाईच्या कालावधीनंतर, पाण्याचे फवारणी थांबविली जाते आणि स्प्रे गॅस वापरला जातो. त्याच वेळी, वेफरच्या पृष्ठभागाचे द्रुतगतीने निर्जलीकरण करण्यासाठी केंद्रापसारक शक्ती वाढविण्यासाठी रोटेशन गती वाढविली जाऊ शकते.

7.कोरडी रासायनिक स्वच्छता

ड्राय क्लीनिंग म्हणजे क्लिनिंग टेक्नॉलॉजी ज्यामध्ये सोल्यूशन्स वापरत नाहीत.

सध्या वापरल्या जाणाऱ्या ड्राय क्लीनिंग तंत्रज्ञानामध्ये हे समाविष्ट आहे: प्लाझ्मा क्लीनिंग तंत्रज्ञान, गॅस फेज क्लीनिंग तंत्रज्ञान, बीम क्लीनिंग तंत्रज्ञान इ.

ड्राय क्लीनिंगचे फायदे म्हणजे सोपी प्रक्रिया आणि कोणतेही पर्यावरणीय प्रदूषण नाही, परंतु खर्च जास्त आहे आणि वापरण्याची व्याप्ती सध्या मोठी नाही.

1. प्लाझ्मा क्लीनिंग तंत्रज्ञान:

प्लाझ्मा साफसफाईचा वापर फोटोरेसिस्ट काढण्याच्या प्रक्रियेत केला जातो. प्लाझ्मा प्रतिक्रिया प्रणालीमध्ये थोड्या प्रमाणात ऑक्सिजनचा परिचय होतो. सशक्त विद्युत क्षेत्राच्या कृती अंतर्गत, ऑक्सिजन प्लाझ्मा तयार करतो, जो त्वरीत फोटोरेसिस्टला अस्थिर वायू अवस्थेत ऑक्सिडाइझ करतो आणि काढला जातो.

या साफसफाई तंत्रज्ञानामध्ये सुलभ ऑपरेशन, उच्च कार्यक्षमता, स्वच्छ पृष्ठभाग, कोणतेही ओरखडे नसणे आणि डिगमिंग प्रक्रियेत उत्पादनाची गुणवत्ता सुनिश्चित करण्यासाठी अनुकूल आहे. शिवाय, त्यात आम्ल, अल्कली आणि सेंद्रिय सॉल्व्हेंट्स वापरत नाहीत आणि कचरा विल्हेवाट आणि पर्यावरणीय प्रदूषण यासारख्या समस्या नाहीत. म्हणून, लोकांमध्ये त्याचे मूल्य वाढत आहे. तथापि, ते कार्बन आणि इतर नॉन-अस्थिर धातू किंवा मेटल ऑक्साईड अशुद्धी काढू शकत नाही.

2. गॅस फेज क्लीनिंग तंत्रज्ञान:

गॅस फेज क्लीनिंग म्हणजे साफसफाईची पद्धत ज्यामध्ये द्रव प्रक्रियेतील संबंधित पदार्थाच्या समतुल्य गॅस फेजचा वापर करून वेफरच्या पृष्ठभागावरील दूषित पदार्थाशी अशुद्धता काढून टाकण्याचा हेतू साध्य करण्यासाठी वापरला जातो.

उदाहरणार्थ, CMOS प्रक्रियेत, वेफर क्लीनिंग ऑक्साइड काढून टाकण्यासाठी गॅस फेज HF आणि पाण्याची वाफ यांच्यातील परस्परसंवादाचा वापर करते. सहसा, पाणी असलेली एचएफ प्रक्रिया कण काढून टाकण्याच्या प्रक्रियेसह असणे आवश्यक आहे, तर गॅस फेज एचएफ क्लिनिंग तंत्रज्ञानाच्या वापरासाठी त्यानंतरच्या कण काढण्याची प्रक्रिया आवश्यक नसते.

जलीय HF प्रक्रियेच्या तुलनेत सर्वात महत्त्वाचे फायदे म्हणजे HF रासायनिक वापर आणि उच्च साफसफाईची कार्यक्षमता.

 

पुढील चर्चेसाठी आम्हाला भेट देण्यासाठी जगभरातील कोणत्याही ग्राहकांचे स्वागत आहे!

https://www.vet-china.com/

https://www.facebook.com/people/Ningbo-Miami-Advanced-Material-Technology-Co-Ltd/100085673110923/

https://www.linkedin.com/company/100890232/admin/page-posts/published/

https://www.youtube.com/@user-oo9nl2qp6j