سیمی کنڈکٹر ویفر آلودگی اور صفائی کے ذرائع

سیمی کنڈکٹر مینوفیکچرنگ میں حصہ لینے کے لیے کچھ نامیاتی اور غیر نامیاتی مادوں کی ضرورت ہوتی ہے۔ اس کے علاوہ، چونکہ یہ عمل ہمیشہ ایک صاف کمرے میں انسانی شرکت، سیمی کنڈکٹر کے ساتھ کیا جاتا ہے۔ویفرزلامحالہ مختلف نجاستوں سے آلودہ ہوتے ہیں۔

آلودگیوں کے ماخذ اور نوعیت کے مطابق، انہیں تقریباً چار اقسام میں تقسیم کیا جا سکتا ہے: ذرات، نامیاتی مادہ، دھاتی آئن اور آکسائیڈ۔

 

1. ذرات:

ذرات بنیادی طور پر کچھ پولیمر، فوٹوریزسٹ اور اینچنگ نجاست ہیں۔

اس طرح کے آلودگی عام طور پر ویفر کی سطح پر جذب ہونے کے لیے بین سالماتی قوتوں پر انحصار کرتے ہیں، جس سے جیومیٹرک اعداد و شمار کی تشکیل اور ڈیوائس فوٹو لیتھوگرافی کے برقی پیرامیٹرز متاثر ہوتے ہیں۔

اس طرح کے آلودگیوں کو بنیادی طور پر سطح کے ساتھ ان کے رابطے کے علاقے کو آہستہ آہستہ کم کرکے ہٹا دیا جاتا ہے۔ویفرجسمانی یا کیمیائی طریقوں سے۔

 

2. نامیاتی مادہ:

نامیاتی نجاست کے ذرائع نسبتاً وسیع ہیں، جیسے انسانی جلد کا تیل، بیکٹیریا، مشین کا تیل، ویکیوم چکنائی، فوٹو ریزسٹ، کلیننگ سالوینٹس وغیرہ۔

اس طرح کے آلودگی والے عام طور پر ویفر کی سطح پر ایک نامیاتی فلم بناتے ہیں تاکہ صفائی کرنے والے مائع کو ویفر کی سطح تک پہنچنے سے روکا جا سکے، جس کے نتیجے میں ویفر کی سطح کی نامکمل صفائی ہوتی ہے۔

اس طرح کے آلودگیوں کو ہٹانا اکثر صفائی کے عمل کے پہلے مرحلے میں کیا جاتا ہے، بنیادی طور پر کیمیائی طریقوں جیسے سلفیورک ایسڈ اور ہائیڈروجن پیرو آکسائیڈ کا استعمال کرتے ہوئے۔

 

3. دھاتی آئن:

عام دھاتی نجاستوں میں لوہا، تانبا، ایلومینیم، کرومیم، کاسٹ آئرن، ٹائٹینیم، سوڈیم، پوٹاشیم، لیتھیم وغیرہ شامل ہیں۔ اہم ذرائع مختلف برتن، پائپ، کیمیائی ری ایجنٹس، اور دھاتی آلودگی ہیں جو پروسیسنگ کے دوران دھات کے آپس میں جڑے ہوتے ہیں۔

اس قسم کی نجاست کو اکثر دھاتی آئن کمپلیکس کی تشکیل کے ذریعے کیمیائی طریقوں سے ہٹایا جاتا ہے۔

 

4. آکسائیڈ:

جب سیمی کنڈکٹرویفرزآکسیجن اور پانی پر مشتمل ماحول کے سامنے آتے ہیں، سطح پر قدرتی آکسائیڈ کی تہہ بن جاتی ہے۔ یہ آکسائیڈ فلم سیمی کنڈکٹر مینوفیکچرنگ میں بہت سے عملوں میں رکاوٹ ڈالے گی اور اس میں دھات کی بعض نجاستیں بھی شامل ہیں۔ کچھ شرائط کے تحت، وہ برقی نقائص پیدا کریں گے۔

اس آکسائیڈ فلم کو ہٹانے کا عمل اکثر باریک ہائیڈرو فلورک ایسڈ میں بھگو کر مکمل کیا جاتا ہے۔

 

عمومی صفائی کی ترتیب

سیمی کنڈکٹر کی سطح پر جذب شدہ نجاستویفرزتین اقسام میں تقسیم کیا جا سکتا ہے: سالماتی، ionic اور جوہری.

ان میں سے، سالماتی نجاست اور ویفر کی سطح کے درمیان جذب کرنے کی قوت کمزور ہے، اور اس قسم کے ناپاک ذرات کو ہٹانا نسبتاً آسان ہے۔ وہ زیادہ تر تیل کی نجاستیں ہیں جن میں ہائیڈروفوبک خصوصیات ہیں، جو آئنک اور جوہری نجاستوں کے لیے ماسکنگ فراہم کر سکتی ہیں جو سیمی کنڈکٹر ویفرز کی سطح کو آلودہ کرتی ہیں، جو ان دو قسم کی نجاستوں کو دور کرنے کے لیے سازگار نہیں ہے۔ لہذا، جب کیمیائی طور پر سیمی کنڈکٹر ویفرز کی صفائی کرتے ہیں، تو سب سے پہلے سالماتی نجاست کو ہٹا دینا چاہیے۔

لہذا، سیمی کنڈکٹر کا عمومی طریقہ کارویفرصفائی کا عمل ہے:

ڈی-مولیکولرائزیشن-ڈیونائزیشن-ڈی-ایٹمائزیشن-ڈیونائزڈ پانی کی کلی۔

اس کے علاوہ، ویفر کی سطح پر قدرتی آکسائیڈ کی تہہ کو ہٹانے کے لیے، ایک پتلا امینو ایسڈ بھگونے والا مرحلہ شامل کرنے کی ضرورت ہے۔ لہذا، صفائی کا خیال سب سے پہلے سطح پر نامیاتی آلودگی کو دور کرنا ہے۔ پھر آکسائڈ پرت کو تحلیل کریں؛ آخر میں ذرات اور دھات کی آلودگی کو ہٹا دیں، اور ایک ہی وقت میں سطح کو غیر فعال کریں.

 

عام صفائی کے طریقے

سیمی کنڈکٹر ویفرز کی صفائی کے لیے اکثر کیمیائی طریقے استعمال کیے جاتے ہیں۔

کیمیائی صفائی سے مراد مختلف کیمیائی ریجنٹس اور نامیاتی سالوینٹس کے استعمال کے عمل سے ہے جو کہ ناپاکیوں اور تیل کے داغوں کو رد عمل کا اظہار کرنے یا تحلیل کرنے کے لیے ویفر کی سطح پر موجود نجاستوں کو ختم کرنے کے لیے، اور پھر حاصل کرنے کے لیے اعلیٰ پاکیزگی والے گرم اور ٹھنڈے ڈیونائزڈ پانی کی ایک بڑی مقدار سے کللا کریں۔ ایک صاف سطح.

کیمیائی صفائی کو گیلے کیمیائی صفائی اور خشک کیمیائی صفائی میں تقسیم کیا جاسکتا ہے، جن میں گیلے کیمیائی صفائی اب بھی غالب ہے۔

 

گیلے کیمیائی صفائی

 

1. گیلے کیمیائی صفائی:

گیلے کیمیائی صفائی میں بنیادی طور پر حل وسرجن، مکینیکل اسکربنگ، الٹراسونک صفائی، میگاسونک صفائی، روٹری اسپرے وغیرہ شامل ہیں۔

 

2. حل وسرجن:

حل وسرجن ایک کیمیائی محلول میں ویفر کو ڈبو کر سطح کی آلودگی کو دور کرنے کا ایک طریقہ ہے۔ یہ گیلے کیمیائی صفائی میں سب سے زیادہ استعمال ہونے والا طریقہ ہے۔ ویفر کی سطح پر مختلف قسم کے آلودگیوں کو دور کرنے کے لیے مختلف حل استعمال کیے جا سکتے ہیں۔

عام طور پر، یہ طریقہ ویفر کی سطح پر موجود نجاست کو مکمل طور پر نہیں ہٹا سکتا، اس لیے ڈبوتے وقت جسمانی اقدامات جیسے ہیٹنگ، الٹراساؤنڈ اور ہلچل کا استعمال کیا جاتا ہے۔

 

3. مکینیکل اسکربنگ:

مکینیکل اسکربنگ کا استعمال اکثر ویفر کی سطح پر موجود ذرات یا نامیاتی باقیات کو دور کرنے کے لیے کیا جاتا ہے۔ اسے عام طور پر دو طریقوں میں تقسیم کیا جا سکتا ہے:وائپر کے ذریعہ دستی اسکربنگ اور اسکربنگ.

دستی اسکربنگاسکربنگ کا سب سے آسان طریقہ ہے۔ ایک سٹینلیس سٹیل کا برش اینہائیڈروس ایتھنول یا دیگر نامیاتی سالوینٹس میں بھیگی ہوئی گیند کو پکڑنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے اور موم کی فلم، دھول، بقایا گوند یا دیگر ٹھوس ذرات کو ہٹانے کے لیے ویفر کی سطح کو اسی سمت میں آہستہ سے رگڑتا ہے۔ یہ طریقہ خروںچ اور سنگین آلودگی پیدا کرنے کے لئے آسان ہے.

وائپر ایک نرم اونی برش یا مخلوط برش سے ویفر کی سطح کو رگڑنے کے لیے مکینیکل گردش کا استعمال کرتا ہے۔ یہ طریقہ ویفر پر موجود خروںچ کو بہت حد تک کم کرتا ہے۔ ہائی پریشر وائپر مکینیکل رگڑ کی کمی کی وجہ سے ویفر کو کھرچ نہیں سکے گا، اور نالی میں موجود آلودگی کو دور کر سکتا ہے۔

 

4. الٹراسونک صفائی:

الٹراسونک صفائی ایک صفائی کا طریقہ ہے جو سیمی کنڈکٹر انڈسٹری میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتا ہے۔ اس کے فوائد اچھے صفائی کا اثر، سادہ آپریشن، اور پیچیدہ آلات اور کنٹینرز کو بھی صاف کر سکتے ہیں۔

صفائی کا یہ طریقہ مضبوط الٹراسونک لہروں کی کارروائی کے تحت ہے (عام طور پر استعمال ہونے والی الٹراسونک فریکوئنسی 20s40kHz ہے)، اور مائع میڈیم کے اندر ویرل اور گھنے حصے بنائے جائیں گے۔ ویرل حصہ تقریبا ویکیوم گہا بلبلا پیدا کرے گا. جب گہا کا بلبلہ غائب ہو جائے گا، تو اس کے قریب ایک مضبوط مقامی دباؤ پیدا ہو گا، جو انووں میں کیمیائی بندھن کو توڑ کر ویفر کی سطح پر موجود نجاستوں کو تحلیل کر دے گا۔ الٹراسونک صفائی ناقابل حل یا ناقابل حل بہاؤ کی باقیات کو دور کرنے کے لئے سب سے زیادہ مؤثر ہے.

 

5. میگاسونک صفائی:

میگاسونک صفائی نہ صرف الٹراسونک صفائی کے فوائد رکھتی ہے بلکہ اس کی خامیوں پر بھی قابو پاتی ہے۔

میگاسونک صفائی ہائی انرجی (850kHz) فریکوئنسی وائبریشن اثر کو کیمیائی صفائی کرنے والے ایجنٹوں کے کیمیائی رد عمل کے ساتھ ملا کر ویفرز کو صاف کرنے کا ایک طریقہ ہے۔ صفائی کے دوران، محلول کے مالیکیولز میگاسونک لہر کے ذریعے تیز ہو جاتے ہیں (زیادہ سے زیادہ فوری رفتار 30cmVs تک پہنچ سکتی ہے)، اور تیز رفتار سیال لہر مسلسل ویفر کی سطح کو متاثر کرتی ہے، تاکہ آلودگی اور باریک ذرات کی سطح سے جڑے ہوئے ویفر کو زبردستی ہٹا دیا جاتا ہے اور صفائی کے حل میں داخل ہوتا ہے۔ صفائی کے محلول میں تیزابی سرفیکٹینٹس کو شامل کرنا، ایک طرف، سرفیکٹینٹس کے جذب کے ذریعے چمکانے والی سطح پر موجود ذرات اور نامیاتی مادے کو ہٹانے کا مقصد حاصل کر سکتا ہے۔ دوسری طرف، سرفیکٹینٹس اور تیزابی ماحول کے انضمام کے ذریعے، یہ پالش کرنے والی شیٹ کی سطح پر دھاتی آلودگی کو دور کرنے کا مقصد حاصل کر سکتا ہے۔ یہ طریقہ بیک وقت مکینیکل وائپنگ اور کیمیائی صفائی کا کردار ادا کر سکتا ہے۔

فی الحال، میگاسونک صفائی کا طریقہ پالش کرنے والی چادروں کو صاف کرنے کا ایک مؤثر طریقہ بن گیا ہے۔

 

6. روٹری سپرے کا طریقہ:

روٹری اسپرے کا طریقہ ایک ایسا طریقہ ہے جو ویفر کو تیز رفتاری سے گھمانے کے لیے مکینیکل طریقوں کا استعمال کرتا ہے، اور گردش کے عمل کے دوران ویفر کی سطح پر مسلسل مائع (اعلی پاکیزہ ڈیونائزڈ پانی یا دیگر صفائی مائع) چھڑکتا ہے ویفر کی سطح.

یہ طریقہ ویفر کی سطح پر ہونے والی آلودگی کو اسپرے شدہ مائع میں تحلیل کرنے کے لیے استعمال کرتا ہے (یا تحلیل کرنے کے لیے اس کے ساتھ کیمیائی طور پر رد عمل ظاہر کرتا ہے) اور تیز رفتار گردش کے سینٹرفیوگل اثر کو استعمال کرتا ہے تاکہ نجاست پر مشتمل مائع کو ویفر کی سطح سے الگ کیا جا سکے۔ وقت میں

روٹری سپرے کے طریقہ کار میں کیمیائی صفائی، سیال میکانکس کی صفائی، اور ہائی پریشر اسکربنگ کے فوائد ہیں۔ ایک ہی وقت میں، یہ طریقہ خشک کرنے کے عمل کے ساتھ بھی مل سکتا ہے. ڈیونائزڈ واٹر سپرے کی صفائی کی مدت کے بعد، پانی کے اسپرے کو روک دیا جاتا ہے اور اسپرے گیس کا استعمال کیا جاتا ہے۔ ایک ہی وقت میں، گھماؤ کی رفتار میں اضافہ کیا جا سکتا ہے تاکہ سنٹرفیوگل قوت کو بڑھایا جا سکے تاکہ ویفر کی سطح کو تیزی سے پانی کی کمی ہو سکے۔

 

7.خشک کیمیائی صفائی

خشک صفائی سے مراد صفائی کی ٹیکنالوجی ہے جو حل استعمال نہیں کرتی ہے۔

اس وقت استعمال ہونے والی ڈرائی کلیننگ ٹیکنالوجیز میں شامل ہیں: پلازما کلیننگ ٹیکنالوجی، گیس فیز کلیننگ ٹیکنالوجی، بیم کلیننگ ٹیکنالوجی، وغیرہ۔

ڈرائی کلیننگ کے فوائد سادہ عمل ہیں اور کوئی ماحولیاتی آلودگی نہیں ہے، لیکن قیمت زیادہ ہے اور استعمال کا دائرہ فی الحال زیادہ نہیں ہے۔

 

1. پلازما کی صفائی کی ٹیکنالوجی:

پلازما کی صفائی اکثر فوٹوریسٹ ہٹانے کے عمل میں استعمال ہوتی ہے۔ آکسیجن کی تھوڑی مقدار پلازما کے رد عمل کے نظام میں داخل کی جاتی ہے۔ ایک مضبوط برقی میدان کے عمل کے تحت، آکسیجن پلازما پیدا کرتی ہے، جو فوری طور پر فوٹو ریزسٹ کو غیر مستحکم گیس کی حالت میں آکسائڈائز کرتی ہے اور اسے نکالا جاتا ہے۔

صفائی کی اس ٹیکنالوجی میں آسان آپریشن، اعلی کارکردگی، صاف سطح، کوئی خراشیں نہیں، اور ڈیگمنگ کے عمل میں مصنوعات کے معیار کو یقینی بنانے کے لیے سازگار ہے۔ مزید یہ کہ یہ تیزاب، الکلیس اور نامیاتی سالوینٹس کا استعمال نہیں کرتا ہے، اور فضلہ کو ٹھکانے لگانے اور ماحولیاتی آلودگی جیسے مسائل نہیں ہیں۔ لہذا، لوگوں کی طرف سے اس کی قدر بڑھ رہی ہے۔ تاہم، یہ کاربن اور دیگر غیر مستحکم دھات یا دھاتی آکسائیڈ کی نجاست کو نہیں ہٹا سکتا۔

 

2. گیس مرحلے کی صفائی کی ٹیکنالوجی:

گیس فیز کی صفائی سے مراد صفائی کا ایک ایسا طریقہ ہے جو مائعات کے عمل میں متعلقہ مادے کے مساوی گیس فیز کو استعمال کرتا ہے تاکہ ویفر کی سطح پر موجود آلودہ مادے کے ساتھ تعامل کیا جا سکے تاکہ نجاست کو دور کیا جا سکے۔

مثال کے طور پر، CMOS کے عمل میں، ویفر کی صفائی آکسائیڈز کو ہٹانے کے لیے گیس فیز HF اور پانی کے بخارات کے درمیان تعامل کا استعمال کرتی ہے۔ عام طور پر، پانی پر مشتمل HF عمل کو ذرہ ہٹانے کے عمل کے ساتھ ہونا چاہیے، جبکہ گیس فیز HF کلیننگ ٹیکنالوجی کے استعمال کے لیے ذرہ ہٹانے کے بعد کے عمل کی ضرورت نہیں ہوتی ہے۔

آبی HF عمل کے مقابلے میں سب سے اہم فوائد بہت چھوٹا HF کیمیائی کھپت اور اعلی صفائی کی کارکردگی ہیں۔

 

مزید بحث کے لیے ہم سے ملنے کے لیے دنیا بھر سے کسی بھی گاہک کو خوش آمدید کہتے ہیں!

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