अर्धचालक वेफर प्रदूषण र सफाईका स्रोतहरू

अर्धचालक उत्पादनमा भाग लिन केही जैविक र अजैविक पदार्थहरू आवश्यक पर्दछ। थप रूपमा, प्रक्रिया सधैं मानव सहभागितामा सफा कोठामा गरिने भएकोले, अर्धचालकवेफरहरूविभिन्न अशुद्धताहरूद्वारा अनिवार्य रूपमा दूषित हुन्छन्।

प्रदूषकहरूको स्रोत र प्रकृति अनुसार, तिनीहरूलाई लगभग चार वर्गमा विभाजन गर्न सकिन्छ: कणहरू, जैविक पदार्थहरू, धातु आयनहरू र अक्साइडहरू।

 

१. कणहरू:

कणहरू मुख्यतया केही पोलिमरहरू, फोटोरेसिस्टहरू र इचिंग अशुद्धताहरू हुन्।

यस्ता प्रदूषकहरू सामान्यतया वेफरको सतहमा सोस्नको लागि अन्तरआणविक बलहरूमा निर्भर हुन्छन्, जसले उपकरण फोटोलिथोग्राफी प्रक्रियाको ज्यामितीय आकृतिहरू र विद्युतीय प्यारामिटरहरूको गठनलाई असर गर्छ।

यस्ता प्रदूषकहरूलाई मुख्यतया सतहसँगको सम्पर्क क्षेत्रलाई बिस्तारै घटाएर हटाइन्छ।वेफरभौतिक वा रासायनिक विधिहरू मार्फत।

 

२. जैविक पदार्थ:

जैविक अशुद्धताका स्रोतहरू तुलनात्मक रूपमा फराकिलो छन्, जस्तै मानव छालाको तेल, ब्याक्टेरिया, मेसिनको तेल, भ्याकुम ग्रीस, फोटोरेसिस्ट, क्लिनिङ सॉल्भेन्ट्स, आदि।

यस्ता प्रदूषकहरूले सामान्यतया वेफरको सतहमा जैविक फिल्म बनाउँछन् जसले गर्दा सफा गर्ने तरल पदार्थ वेफरको सतहमा पुग्न सक्दैन, जसले गर्दा वेफरको सतह अपूर्ण सफाई हुन्छ।

यस्ता प्रदूषकहरूलाई हटाउने काम प्रायः सफाई प्रक्रियाको पहिलो चरणमा गरिन्छ, मुख्यतया सल्फ्यूरिक एसिड र हाइड्रोजन पेरोक्साइड जस्ता रासायनिक विधिहरू प्रयोग गरेर।

 

३. धातु आयनहरू:

सामान्य धातु अशुद्धताहरूमा फलाम, तामा, आल्मुनियम, क्रोमियम, कास्ट आइरन, टाइटेनियम, सोडियम, पोटासियम, लिथियम, आदि समावेश छन्। मुख्य स्रोतहरू विभिन्न भाँडाकुँडा, पाइप, रासायनिक अभिकर्मकहरू, र प्रशोधनको क्रममा धातुको अन्तरसम्बन्ध बन्दा उत्पन्न हुने धातु प्रदूषण हुन्।

यस प्रकारको अशुद्धता प्रायः धातु आयन कम्प्लेक्सहरूको गठन मार्फत रासायनिक विधिहरूद्वारा हटाइन्छ।

 

४. अक्साइड:

जब अर्धचालकवेफरहरूअक्सिजन र पानी भएको वातावरणमा पर्दा, सतहमा प्राकृतिक अक्साइड तह बन्छ। यो अक्साइड फिल्मले अर्धचालक निर्माणमा धेरै प्रक्रियाहरूमा बाधा पुर्‍याउँछ र केही धातु अशुद्धताहरू पनि समावेश गर्दछ। निश्चित परिस्थितिहरूमा, तिनीहरूले विद्युतीय दोषहरू सिर्जना गर्नेछन्।

यो अक्साइड फिल्म हटाउने काम प्रायः पातलो हाइड्रोफ्लोरिक एसिडमा भिजाएर पूरा गरिन्छ।

 

सामान्य सफाई अनुक्रम

अर्धचालकको सतहमा सोसिएका अशुद्धताहरूवेफरहरूतीन प्रकारमा विभाजन गर्न सकिन्छ: आणविक, आयोनिक र परमाणु।

ती मध्ये, आणविक अशुद्धता र वेफरको सतह बीचको सोखन बल कमजोर छ, र यस प्रकारको अशुद्धता कणहरू हटाउन अपेक्षाकृत सजिलो छ। तिनीहरू प्रायः हाइड्रोफोबिक विशेषताहरू भएका तेल अशुद्धताहरू हुन्, जसले अर्धचालक वेफरहरूको सतहलाई दूषित गर्ने आयनिक र आणविक अशुद्धताहरूको लागि मास्किंग प्रदान गर्न सक्छ, जुन यी दुई प्रकारका अशुद्धताहरू हटाउन अनुकूल छैन। त्यसकारण, अर्धचालक वेफरहरू रासायनिक रूपमा सफा गर्दा, आणविक अशुद्धताहरू पहिले हटाउनु पर्छ।

त्यसकारण, अर्धचालकको सामान्य प्रक्रियावेफरसफाई प्रक्रिया यस्तो छ:

पानीमा अ-आणविकीकरण-अ-आणविकीकरण-अ-परमाणुकरण-अ-आणविकीकरण।

यसको अतिरिक्त, वेफरको सतहमा रहेको प्राकृतिक अक्साइड तह हटाउनको लागि, पातलो एमिनो एसिड भिजाउने चरण थप्नु आवश्यक छ। त्यसकारण, सफाईको विचार भनेको पहिले सतहमा रहेको जैविक प्रदूषण हटाउनु हो; त्यसपछि अक्साइड तहलाई विघटन गर्नु; अन्तमा कणहरू र धातु प्रदूषण हटाउनु, र एकै समयमा सतहलाई निष्क्रिय पार्नु हो।

 

सामान्य सफाई विधिहरू

अर्धचालक वेफरहरू सफा गर्न प्रायः रासायनिक विधिहरू प्रयोग गरिन्छ।

रासायनिक सफाई भन्नाले वेफरको सतहमा रहेको अशुद्धता र तेलको दागलाई प्रतिक्रिया गर्न वा पगाल्न विभिन्न रासायनिक अभिकर्मकहरू र जैविक विलायकहरू प्रयोग गर्ने प्रक्रियालाई बुझाउँछ, जसले गर्दा अशुद्धताहरू सोस्न सकिन्छ, र त्यसपछि सफा सतह प्राप्त गर्न उच्च-शुद्धता भएको तातो र चिसो डिआयोनाइज्ड पानीले ठूलो मात्रामा कुल्ला गरिन्छ।

रासायनिक सफाईलाई भिजेको रासायनिक सफाई र सुख्खा रासायनिक सफाईमा विभाजन गर्न सकिन्छ, जसमध्ये भिजेको रासायनिक सफाई अझै पनि प्रमुख छ।

 

भिजेको रासायनिक सफाई

 

१. भिजेको रासायनिक सफाई:

भिजेको रासायनिक सफाईमा मुख्यतया घोल डुबाउने, मेकानिकल स्क्रबिङ, अल्ट्रासोनिक सफाई, मेगासोनिक सफाई, रोटरी स्प्रेइङ, आदि समावेश छन्।

 

२. समाधान विसर्जन:

घोल विसर्जन भनेको वेफरलाई रासायनिक घोलमा डुबाएर सतहको प्रदूषण हटाउने विधि हो। यो भिजेको रासायनिक सफाईमा सबैभन्दा बढी प्रयोग हुने विधि हो। वेफरको सतहमा रहेका विभिन्न प्रकारका दूषित पदार्थहरू हटाउन विभिन्न घोलहरू प्रयोग गर्न सकिन्छ।

सामान्यतया, यो विधिले वेफरको सतहमा भएका अशुद्धताहरूलाई पूर्ण रूपमा हटाउन सक्दैन, त्यसैले डुबाउँदा तताउने, अल्ट्रासाउन्ड गर्ने र हलचल गर्ने जस्ता भौतिक उपायहरू प्रायः प्रयोग गरिन्छ।

 

३. मेकानिकल स्क्रबिङ:

वेफरको सतहमा रहेका कण वा जैविक अवशेषहरू हटाउन मेकानिकल स्क्रबिङ प्रायः प्रयोग गरिन्छ। यसलाई सामान्यतया दुई विधिहरूमा विभाजन गर्न सकिन्छ:हातले स्क्रब गर्ने र वाइपरले स्क्रब गर्ने.

म्यानुअल स्क्रबिङयो स्क्रबिङ गर्ने सबैभन्दा सरल विधि हो। निर्जल इथेनॉल वा अन्य जैविक घोलकहरूमा भिजाइएको बललाई समात्न स्टेनलेस स्टील ब्रश प्रयोग गरिन्छ र मोम फिल्म, धुलो, अवशिष्ट ग्लु वा अन्य ठोस कणहरू हटाउन वेफरको सतहलाई उही दिशामा बिस्तारै रगडिन्छ। यो विधिले खरोंच र गम्भीर प्रदूषण निम्त्याउन सजिलो छ।

वाइपरले नरम ऊनी ब्रश वा मिश्रित ब्रशले वेफरको सतहलाई रगड्न मेकानिकल रोटेशन प्रयोग गर्दछ। यो विधिले वेफरमा खरोंचहरू धेरै कम गर्छ। मेकानिकल घर्षणको अभावको कारणले गर्दा उच्च-दबाव वाइपरले वेफरलाई खरोंच गर्दैन, र खाडलमा भएको प्रदूषण हटाउन सक्छ।

 

४. अल्ट्रासोनिक सफाई:

अल्ट्रासोनिक सफाई अर्धचालक उद्योगमा व्यापक रूपमा प्रयोग हुने सफाई विधि हो। यसको फाइदाहरू राम्रो सफाई प्रभाव, सरल सञ्चालन, र जटिल उपकरणहरू र कन्टेनरहरू पनि सफा गर्न सक्छन्।

यो सफाई विधि बलियो अल्ट्रासोनिक तरंगहरूको कार्य अन्तर्गत हुन्छ (सामान्यतया प्रयोग हुने अल्ट्रासोनिक आवृत्ति २०s४०kHz हो), र तरल माध्यम भित्र स्पार्क र बाक्लो भागहरू उत्पन्न हुनेछन्। स्पार्क भागले लगभग भ्याकुम क्याभिटी बबल उत्पादन गर्नेछ। जब क्याभिटी बबल गायब हुन्छ, यसको नजिकै एक बलियो स्थानीय दबाब उत्पन्न हुनेछ, जसले वेफर सतहमा अशुद्धताहरू पगाल्न अणुहरूमा रासायनिक बन्धनहरू तोड्नेछ। अल्ट्रासोनिक सफाई अघुलनशील वा अघुलनशील फ्लक्स अवशेषहरू हटाउनको लागि सबैभन्दा प्रभावकारी हुन्छ।

 

५. मेगासोनिक सफाई:

मेगासोनिक सफाईमा अल्ट्रासोनिक सफाईका फाइदाहरू मात्र छैनन्, तर यसका कमजोरीहरूलाई पनि पार गर्दछ।

मेगासोनिक सफाई भनेको उच्च-ऊर्जा (850kHz) फ्रिक्वेन्सी कम्पन प्रभावलाई रासायनिक सफाई एजेन्टहरूको रासायनिक प्रतिक्रियासँग मिलाएर वेफरहरू सफा गर्ने विधि हो। सफाईको क्रममा, घोल अणुहरू मेगासोनिक तरंगद्वारा तीव्र हुन्छन् (अधिकतम तात्कालिक गति 30cmVs सम्म पुग्न सक्छ), र उच्च-गतिको तरल तरंगले वेफरको सतहमा निरन्तर प्रभाव पार्छ, जसले गर्दा वेफरको सतहमा संलग्न प्रदूषकहरू र सूक्ष्म कणहरू जबरजस्ती हटाइन्छ र सफाई घोलमा प्रवेश गर्छन्। सफाई घोलमा अम्लीय सर्फ्याक्टेन्टहरू थप्दा, एकातिर, सर्फ्याक्टेन्टहरूको सोखना मार्फत पालिसिङ सतहमा कणहरू र जैविक पदार्थ हटाउने उद्देश्य प्राप्त गर्न सकिन्छ; अर्कोतर्फ, सर्फ्याक्टेन्टहरू र अम्लीय वातावरणको एकीकरण मार्फत, यसले पालिसिङ पानाको सतहमा धातुको प्रदूषण हटाउने उद्देश्य प्राप्त गर्न सक्छ। यो विधिले एकै साथ मेकानिकल वाइपिङ र रासायनिक सफाईको भूमिका खेल्न सक्छ।

हाल, मेगासोनिक सफाई विधि पालिसिङ पानाहरू सफा गर्ने प्रभावकारी विधि बनेको छ।

 

६. रोटरी स्प्रे विधि:

रोटरी स्प्रे विधि भनेको वेफरलाई उच्च गतिमा घुमाउन मेकानिकल विधिहरू प्रयोग गर्ने विधि हो, र वेफरको सतहमा रहेको अशुद्धता हटाउन घुमाउने प्रक्रियाको क्रममा वेफरको सतहमा तरल पदार्थ (उच्च-शुद्धता डिआयोनाइज्ड पानी वा अन्य सफाई तरल पदार्थ) निरन्तर स्प्रे गर्छ।

यो विधिले वेफरको सतहमा भएको प्रदूषणलाई स्प्रे गरिएको तरल पदार्थमा घुलनशील बनाउन प्रयोग गर्दछ (वा रासायनिक रूपमा यससँग प्रतिक्रिया गरेर घुलनशील बनाउँछ), र अशुद्धता भएको तरल पदार्थलाई वेफरको सतहबाट समयमै अलग गर्न उच्च-गतिको परिक्रमाको केन्द्रापसारक प्रभाव प्रयोग गर्दछ।

रोटरी स्प्रे विधिमा रासायनिक सफाई, तरल पदार्थ मेकानिक्स सफाई, र उच्च-दबाव स्क्रबिंगका फाइदाहरू छन्। साथै, यो विधिलाई सुकाउने प्रक्रियासँग पनि जोड्न सकिन्छ। विआयनीकृत पानी स्प्रे सफाईको अवधि पछि, पानी स्प्रे रोकिन्छ र स्प्रे ग्यास प्रयोग गरिन्छ। एकै समयमा, वेफरको सतहलाई द्रुत रूपमा निर्जलीकरण गर्न केन्द्रापसारक बल बढाउन रोटेशन गति बढाउन सकिन्छ।

 

7.सुख्खा रासायनिक सफाई

ड्राई क्लिनिङ भन्नाले समाधान प्रयोग नगर्ने सफाई प्रविधिलाई बुझाउँछ।

हाल प्रयोग हुने ड्राई क्लिनिङ प्रविधिहरूमा समावेश छन्: प्लाज्मा क्लिनिङ प्रविधि, ग्यास फेज क्लिनिङ प्रविधि, बीम क्लिनिङ प्रविधि, आदि।

ड्राई क्लिनिङका फाइदाहरू सरल प्रक्रिया र वातावरणीय प्रदूषण नहुनु हो, तर लागत उच्च छ र प्रयोगको दायरा हालको लागि ठूलो छैन।

 

१. प्लाज्मा सफाई प्रविधि:

फोटोरेसिस्ट हटाउने प्रक्रियामा प्रायः प्लाज्मा सफाई प्रयोग गरिन्छ। प्लाज्मा प्रतिक्रिया प्रणालीमा थोरै मात्रामा अक्सिजन प्रवेश गरिन्छ। बलियो विद्युतीय क्षेत्रको कार्य अन्तर्गत, अक्सिजनले प्लाज्मा उत्पन्न गर्छ, जसले फोटोरेसिस्टलाई द्रुत रूपमा अस्थिर ग्यास अवस्थामा अक्सिडाइज गर्छ र निकालिन्छ।

यो सफाई प्रविधिमा सजिलो सञ्चालन, उच्च दक्षता, सफा सतह, कुनै खरोंच नभएको जस्ता फाइदाहरू छन्, र डिगमिङ प्रक्रियामा उत्पादनको गुणस्तर सुनिश्चित गर्न अनुकूल छ। यसबाहेक, यसले एसिड, क्षार र जैविक विलायकहरू प्रयोग गर्दैन, र फोहोर व्यवस्थापन र वातावरणीय प्रदूषण जस्ता कुनै समस्याहरू छैनन्। त्यसैले, मानिसहरूद्वारा यसको बढ्दो मूल्याङ्कन भइरहेको छ। यद्यपि, यसले कार्बन र अन्य गैर-वाष्पशील धातु वा धातु अक्साइड अशुद्धताहरू हटाउन सक्दैन।

 

२. ग्यास चरण सफाई प्रविधि:

ग्यास चरण सफाई भन्नाले अशुद्धता हटाउने उद्देश्य प्राप्त गर्न वेफरको सतहमा दूषित पदार्थसँग अन्तरक्रिया गर्न तरल प्रक्रियामा सम्बन्धित पदार्थको ग्यास चरण बराबरको ग्यास चरण प्रयोग गर्ने सफाई विधिलाई बुझाउँछ।

उदाहरणका लागि, CMOS प्रक्रियामा, वेफर सफाईले अक्साइडहरू हटाउन ग्यास चरण HF र पानीको वाष्प बीचको अन्तरक्रिया प्रयोग गर्दछ। सामान्यतया, पानी भएको HF प्रक्रिया कण हटाउने प्रक्रियासँगै हुनुपर्छ, जबकि ग्यास चरण HF सफाई प्रविधिको प्रयोगलाई पछिको कण हटाउने प्रक्रिया आवश्यक पर्दैन।

जलीय HF प्रक्रियाको तुलनामा सबैभन्दा महत्त्वपूर्ण फाइदाहरू धेरै कम HF रसायन खपत र उच्च सफाई दक्षता हुन्।

 

थप छलफलको लागि हामीलाई भेट्न विश्वभरका कुनै पनि ग्राहकहरूलाई स्वागत छ!

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