Yarimo'tkazgichlar ishlab chiqarishda gofretlarni tozalash texnologiyasi

Yarimo'tkazgichlar ishlab chiqarishda gofretlarni tozalash texnologiyasi

Plastinkalarni tozalash butun yarimo'tkazgich ishlab chiqarish jarayonida muhim bosqich bo'lib, qurilmaning ishlashi va ishlab chiqarish samaradorligiga bevosita ta'sir qiluvchi asosiy omillardan biridir. Chip ishlab chiqarish jarayonida hatto eng kichik ifloslanish ham qurilma xususiyatlarini yomonlashtirishi yoki to'liq ishdan chiqishiga olib kelishi mumkin. Natijada, sirt ifloslantiruvchi moddalarni olib tashlash va plastinalarning tozaligini ta'minlash uchun deyarli har bir ishlab chiqarish bosqichidan oldin va keyin tozalash jarayonlari qo'llaniladi. Tozalash, shuningdek, yarimo'tkazgich ishlab chiqarishda eng ko'p uchraydigan operatsiya bo'lib, taxminan...Barcha jarayon bosqichlarining 30%.

Juda keng ko'lamli integratsiya (VLSI) ning doimiy ravishda miqyoslanishi bilan jarayon tugunlari rivojlandi28 nm, 14 nm va undan yuqori, qurilma zichligining oshishiga, chiziq kengligining torlashishiga va jarayon oqimlarining tobora murakkablashishiga olib keladi. Murakkab tugunlar ifloslanishga sezilarli darajada sezgirroq, kichikroq xususiyatlar o'lchamlari esa tozalashni qiyinlashtiradi. Natijada, tozalash bosqichlari soni ortib bormoqda va tozalash yanada murakkab, muhimroq va qiyinroq bo'lib qoldi. Masalan, 90 nm chip odatda taxminan...90 tozalash bosqichi, 20 nm chip esa taxminan talab qiladi215 tozalash bosqichiIshlab chiqarish 14 nm, 10 nm va undan kichikroq tugunlarga o'tishi bilan tozalash operatsiyalari soni ortib boraveradi.

Aslida,Gofretni tozalash deganda gofret yuzasidan iflosliklarni olib tashlash uchun kimyoviy ishlov berish, gazlar yoki fizik usullardan foydalanadigan jarayonlar tushuniladi.Zarrachalar, metallar, organik qoldiqlar va tabiiy oksidlar kabi ifloslantiruvchi moddalar qurilmaning ishlashiga, ishonchliligiga va hosildorligiga salbiy ta'sir ko'rsatishi mumkin. Tozalash ketma-ket ishlab chiqarish bosqichlari o'rtasida "ko'prik" vazifasini bajaradi - masalan, cho'ktirish va litografiyadan oldin yoki o'yib ishlov berish, CMP (kimyoviy mexanik abrazivlash) va ion implantatsiyasidan keyin. Keng ma'noda, plastinkalarni tozalashni quyidagilarga bo'lish mumkinnam tozalashvaquruq tozalash.

Nam tozalash

Nam tozalashda gofretlarni tozalash uchun kimyoviy erituvchilar yoki deionizatsiyalangan suv (DIW) ishlatiladi. Ikkita asosiy yondashuv qo'llaniladi:

• Cho'milish usuli: plastinalar erituvchilar yoki DIW bilan to'ldirilgan baklarga botiriladi. Bu eng keng tarqalgan usul, ayniqsa yetuk texnologiya tugunlari uchun.

• Purkash usuli: iflosliklarni olib tashlash uchun aylanuvchi plastinkalarga erituvchilar yoki DIW purkaladi. Cho'mdirish bir nechta plastinkalarni ommaviy qayta ishlashga imkon bersa-da, purkagich bilan tozalash har bir kamerada faqat bitta plastinkani qayta ishlaydi, lekin yaxshiroq nazoratni ta'minlaydi, bu esa uni rivojlangan tugunlarda tobora keng tarqalgan holga keltiradi.

Quruq tozalash

Nomidan ko'rinib turibdiki, quruq tozalash ifloslantiruvchi moddalarni olib tashlash uchun gazlar yoki plazma yordamida erituvchilar yoki DIW dan qochadi. Ilg'or tugunlarga intilish bilan quruq tozalash muhim ahamiyat kasb etmoqda, chunki uyuqori aniqlikva organik moddalar, nitridlar va oksidlarga qarshi samaradorlik. Biroq, bu talab qiladiuskunalarga ko'proq investitsiya, murakkabroq operatsiya va qattiqroq jarayon nazoratiYana bir afzalligi shundaki, quruq tozalash ho'l usullar bilan hosil bo'ladigan katta hajmdagi oqava suvlarni kamaytiradi.

Umumiy nam tozalash usullari

1. DIW (Deionizatsiyalangan suv) tozalash

DIW nam tozalashda eng ko'p ishlatiladigan tozalash vositasidir. Tozalanmagan suvdan farqli o'laroq, DIW tarkibida deyarli o'tkazuvchan ionlar mavjud emas, bu esa korroziya, elektrokimyoviy reaksiyalar yoki qurilmaning parchalanishining oldini oladi. DIW asosan ikki usulda qo'llaniladi:

1. Gofret yuzasini to'g'ridan-to'g'ri tozalash– Odatda plastinka aylanishi paytida roliklar, cho'tkalar yoki purkagich nozullari bilan bitta plastinka rejimida amalga oshiriladi. Muammo elektrostatik zaryadning to'planishi bo'lib, bu nuqsonlarni keltirib chiqarishi mumkin. Buni yumshatish uchun plastinkani ifloslantirmasdan o'tkazuvchanlikni yaxshilash uchun CO₂ (va ba'zan NH₃) DIW ga eritiladi.

2. Kimyoviy tozalashdan keyin chayish– DIW, agar sirtda qolsa, plastinkani zanglashiga yoki qurilmaning ishlashini pasaytirishi mumkin bo'lgan qoldiq tozalash eritmalarini olib tashlaydi.

2. HF (vodorod ftor kislotasi) tozalash

HF olib tashlash uchun eng samarali kimyoviy moddadirtabiiy oksid qatlamlari (SiO₂)kremniy plastinkalarida va ahamiyati jihatidan DIW dan keyin ikkinchi o'rinda turadi. Shuningdek, u biriktirilgan metallarni eritadi va qayta oksidlanishni bostiradi. Biroq, HF o'yish plastinka sirtlarini qo'pollashtirishi va ba'zi metallarga kiruvchi ta'sir ko'rsatishi mumkin. Ushbu muammolarni hal qilish uchun takomillashtirilgan usullar HF ni suyultirish, selektivlikni oshirish va ifloslanishni kamaytirish uchun oksidlovchilar, sirt faol moddalar yoki komplekslovchi moddalarni qo'shish orqali amalga oshiriladi.

3. SC1 Tozalash (Standart Tozalash 1: NH₄OH + H₂O₂ + H₂O)

SC1 - bu olib tashlashning tejamkor va yuqori samarali usuliorganik qoldiqlar, zarrachalar va ba'zi metallarMexanizm H₂O₂ ning oksidlovchi ta'sirini va NH₄OH ning erituvchi ta'sirini birlashtiradi. Shuningdek, u zarrachalarni elektrostatik kuchlar orqali qaytaradi va ultratovush/megasonik yordam samaradorlikni yanada oshiradi. Biroq, SC1 plastinka sirtlarini qo'pollashtirishi mumkin, bu esa kimyoviy nisbatlarni ehtiyotkorlik bilan optimallashtirishni, sirt tarangligini nazorat qilishni (sirt faol moddalar orqali) va metallning qayta cho'kishini bostirish uchun xelatlovchi vositalarni talab qiladi.

4. SC2 Tozalash (Standart Tozalash 2: HCl + H₂O₂ + H₂O)

SC2 SC1 ni olib tashlash orqali to'ldiradimetall ifloslantiruvchi moddalarUning kuchli kompleks hosil qilish qobiliyati oksidlangan metallarni eruvchan tuzlar yoki komplekslarga aylantiradi va ular yuvilib ketadi. SC1 organik moddalar va zarrachalar uchun samarali bo'lsa-da, SC2 metall adsorbsiyasining oldini olish va metall ifloslanishining pastligini ta'minlash uchun ayniqsa qimmatlidir.

5. O₃ (Ozon) tozalash

Ozonni tozalash asosan quyidagilar uchun ishlatiladiorganik moddalarni olib tashlashvaDIWni dezinfektsiya qilishO₃ kuchli oksidlovchi vazifasini bajaradi, ammo qayta cho'kishga olib kelishi mumkin, shuning uchun u ko'pincha HF bilan birlashtiriladi. Haroratni optimallashtirish juda muhim, chunki O₃ ning suvda eruvchanligi yuqori haroratlarda pasayadi. Xlor asosidagi dezinfektsiyalovchi vositalardan (yarim o'tkazgich fabrikalarida qabul qilinmaydi) farqli o'laroq, O₃ DIW tizimlarini ifloslantirmasdan kislorodga parchalanadi.

6. Organik erituvchini tozalash

Muayyan ixtisoslashgan jarayonlarda, standart tozalash usullari yetarli bo'lmagan yoki yaroqsiz bo'lgan hollarda (masalan, oksid hosil bo'lishining oldini olish kerak bo'lganda) organik erituvchilar qo'llaniladi.

Xulosa

Gofretni tozalash bueng ko'p takrorlanadigan bosqichyarimo'tkazgichlar ishlab chiqarishda va qurilmaning samaradorligi va ishonchliligiga bevosita ta'sir qiladi. Bu yo'nalishga o'tish bilankattaroq gofretlar va kichikroq qurilma geometriyalari, plastinka yuzasining tozaligi, kimyoviy holati, pürüzlülüğü va oksid qalinligi talablari tobora qattiqlashib bormoqda.

Ushbu maqolada DIW, HF, SC1, SC2, O₃ va organik erituvchi usullarini o'z ichiga olgan etuk va ilg'or gofretlarni tozalash texnologiyalari, ularning mexanizmlari, afzalliklari va cheklovlari ko'rib chiqilgan. Ikkalasidan hamiqtisodiy va ekologik nuqtai nazarlar, ilg'or yarimo'tkazgich ishlab chiqarish talablarini qondirish uchun gofretlarni tozalash texnologiyasini doimiy ravishda takomillashtirish juda muhimdir.