අර්ධ සන්නායක වේෆර් දූෂණය හා පිරිසිදු කිරීමේ ප්‍රභවයන්

අර්ධ සන්නායක නිෂ්පාදනයට සහභාගී වීමට සමහර කාබනික සහ අකාබනික ද්‍රව්‍ය අවශ්‍ය වේ. ඊට අමතරව, ක්‍රියාවලිය සැමවිටම මිනිස් සහභාගීත්වයෙන් පිරිසිදු කාමරයක සිදු කරන බැවින්, අර්ධ සන්නායකවේෆර්විවිධ අපද්‍රව්‍ය වලින් අනිවාර්යයෙන්ම දූෂිත වේ.

දූෂකවල ප්‍රභවය සහ ස්වභාවය අනුව, ඒවා දළ වශයෙන් කාණ්ඩ හතරකට බෙදිය හැකිය: අංශු, කාබනික ද්‍රව්‍ය, ලෝහ අයන සහ ඔක්සයිඩ.

 

1. අංශු:

අංශු ප්‍රධාන වශයෙන් සමහර බහු අවයවක, ප්‍රභා ප්‍රතිරෝධක සහ කැටයම් අපද්‍රව්‍ය වේ.

එවැනි අපවිත්‍ර ද්‍රව්‍ය සාමාන්‍යයෙන් වේෆරයේ මතුපිට අවශෝෂණය කර ගැනීම සඳහා අන්තර් අණුක බලවේග මත රඳා පවතින අතර, උපාංග ෆොටෝලිතෝග්‍රැෆි ක්‍රියාවලියේ ජ්‍යාමිතික රූප සහ විද්‍යුත් පරාමිතීන් සෑදීමට බලපායි.

එවැනි අපවිත්‍ර ද්‍රව්‍ය ප්‍රධාන වශයෙන් ඉවත් කරනු ලබන්නේ ඒවායේ මතුපිට සමඟ සම්බන්ධතා ප්‍රදේශය ක්‍රමයෙන් අඩු කිරීමෙනි.වේෆර්භෞතික හෝ රසායනික ක්‍රම මගින්.

 

2. කාබනික ද්‍රව්‍ය:

මිනිස් සමේ තෙල්, බැක්ටීරියා, යන්ත්‍ර තෙල්, රික්තක ග්‍රීස්, ෆොටෝරෙසිස්ට්, පිරිසිදු කිරීමේ ද්‍රාවක යනාදිය වැනි කාබනික අපද්‍රව්‍යවල ප්‍රභවයන් සාපේක්ෂව පුළුල් ය.

එවැනි අපවිත්‍ර ද්‍රව්‍ය සාමාන්‍යයෙන් වේෆරයේ මතුපිට කාබනික පටලයක් සාදයි, එමඟින් පිරිසිදු කිරීමේ ද්‍රවය වේෆරයේ මතුපිටට පැමිණීම වැළැක්වීමට හැකි වන අතර එමඟින් වේෆර් මතුපිට අසම්පූර්ණ ලෙස පිරිසිදු වේ.

එවැනි අපවිත්‍ර ද්‍රව්‍ය ඉවත් කිරීම බොහෝ විට පිරිසිදු කිරීමේ ක්‍රියාවලියේ පළමු පියවරේදී සිදු කරනු ලැබේ, ප්‍රධාන වශයෙන් සල්ෆියුරික් අම්ලය සහ හයිඩ්‍රජන් පෙරොක්සයිඩ් වැනි රසායනික ක්‍රම භාවිතා කරයි.

 

3. ලෝහ අයන:

පොදු ලෝහ අපද්‍රව්‍ය අතර යකඩ, තඹ, ඇලුමිනියම්, ක්‍රෝමියම්, වාත්තු යකඩ, ටයිටේනියම්, සෝඩියම්, පොටෑසියම්, ලිතියම් යනාදිය ඇතුළත් වේ. ප්‍රධාන ප්‍රභවයන් වන්නේ විවිධ උපකරණ, පයිප්ප, රසායනික ප්‍රතික්‍රියාකාරක සහ සැකසීමේදී ලෝහ අන්තර් සම්බන්ධතා ඇති වූ විට ජනනය වන ලෝහ දූෂණයයි.

මෙම ආකාරයේ අපිරිසිදුකම බොහෝ විට ලෝහ අයන සංකීර්ණ සෑදීම හරහා රසායනික ක්‍රම මගින් ඉවත් කරනු ලැබේ.

 

4. ඔක්සයිඩ්:

අර්ධ සන්නායක විටවේෆර්ඔක්සිජන් සහ ජලය අඩංගු පරිසරයකට නිරාවරණය වන විට, මතුපිට ස්වභාවික ඔක්සයිඩ් තට්ටුවක් සාදනු ඇත. මෙම ඔක්සයිඩ් පටලය අර්ධ සන්නායක නිෂ්පාදනයේ බොහෝ ක්‍රියාවලීන්ට බාධා කරන අතර ඇතැම් ලෝහ අපද්‍රව්‍ය ද අඩංගු වේ. ඇතැම් තත්වයන් යටතේ, ඒවා විද්‍යුත් දෝෂ ඇති කරයි.

මෙම ඔක්සයිඩ් පටලය ඉවත් කිරීම බොහෝ විට තනුක හයිඩ්‍රොෆ්ලෝරික් අම්ලයේ පොඟවා ගැනීමෙන් සම්පූර්ණ වේ.

 

සාමාන්ය පිරිසිදු කිරීමේ අනුපිළිවෙල

අර්ධ සන්නායක මතුපිට අවශෝෂණය කරන අපද්‍රව්‍යවේෆර්අණුක, අයනික සහ පරමාණුක: වර්ග තුනකට බෙදිය හැකිය.

ඒවා අතර, අණුක අපද්‍රව්‍ය සහ වේෆරයේ මතුපිට අතර අවශෝෂණ බලය දුර්වල වන අතර, මෙම වර්ගයේ අපිරිසිදු අංශු ඉවත් කිරීම සාපේක්ෂව පහසුය. ඒවා බොහෝ දුරට ජලභීතික ලක්ෂණ සහිත තෙල් සහිත අපද්‍රව්‍ය වන අතර, අර්ධ සන්නායක වේෆර්වල මතුපිට දූෂණය කරන අයනික සහ පරමාණුක අපද්‍රව්‍ය සඳහා ආවරණ සැපයිය හැකි අතර, මෙම අපද්‍රව්‍ය වර්ග දෙක ඉවත් කිරීමට හිතකර නොවේ. එබැවින්, අර්ධ සන්නායක වේෆර් රසායනිකව පිරිසිදු කිරීමේදී, අණුක අපද්‍රව්‍ය පළමුව ඉවත් කළ යුතුය.

එබැවින්, අර්ධ සන්නායකවල සාමාන්‍ය ක්‍රියා පටිපාටියවේෆර්පිරිසිදු කිරීමේ ක්‍රියාවලිය පහත පරිදි වේ:

අණුක වියෝජනය-අයනීකරණය-පරමාණුකරණය-අයනීකරණය-අයනීකරණය කළ ජලය සේදීම.

ඊට අමතරව, වේෆරයේ මතුපිට ඇති ස්වාභාවික ඔක්සයිඩ් ස්ථරය ඉවත් කිරීම සඳහා, තනුක ඇමයිනෝ අම්ල පොඟවා ගැනීමේ පියවරක් එකතු කළ යුතුය. එබැවින්, පිරිසිදු කිරීමේ අදහස වන්නේ පළමුව මතුපිට ඇති කාබනික දූෂණය ඉවත් කිරීමයි; පසුව ඔක්සයිඩ් ස්ථරය විසුරුවා හැරීමයි; අවසානයේ අංශු සහ ලෝහ දූෂණය ඉවත් කර, ඒ සමඟම මතුපිට නිෂ්ක්‍රීය කිරීමයි.

 

පොදු පිරිසිදු කිරීමේ ක්‍රම

අර්ධ සන්නායක වේෆර් පිරිසිදු කිරීම සඳහා රසායනික ක්‍රම බොහෝ විට භාවිතා වේ.

රසායනික පිරිසිදු කිරීම යනු විවිධ රසායනික ප්‍රතික්‍රියාකාරක සහ කාබනික ද්‍රාවක භාවිතා කර වේෆරයේ මතුපිට ඇති අපද්‍රව්‍ය සහ තෙල් පැල්ලම් ප්‍රතික්‍රියා කිරීමට හෝ විසුරුවා හැරීමට අපද්‍රව්‍ය ඉවත් කර, පසුව පිරිසිදු මතුපිටක් ලබා ගැනීම සඳහා ඉහළ සංශුද්ධතාවයකින් යුත් උණුසුම් හා සීතල අයනීකරණය කළ ජලය විශාල ප්‍රමාණයකින් සේදීමයි.

රසායනික පිරිසිදු කිරීම තෙත් රසායනික පිරිසිදු කිරීම සහ වියළි රසායනික පිරිසිදු කිරීම ලෙස බෙදිය හැකි අතර, ඒ අතර තෙත් රසායනික පිරිසිදු කිරීම තවමත් ප්‍රමුඛ වේ.

 

තෙත් රසායනික පිරිසිදු කිරීම

 

1. තෙත් රසායනික පිරිසිදු කිරීම:

තෙත් රසායනික පිරිසිදු කිරීම සඳහා ප්‍රධාන වශයෙන් ද්‍රාවණ ගිල්වීම, යාන්ත්‍රික ස්ක්‍රබ් කිරීම, අතිධ්වනික පිරිසිදු කිරීම, මෙගාසොනික් පිරිසිදු කිරීම, භ්‍රමණ ඉසීම ආදිය ඇතුළත් වේ.

 

2. ද්‍රාවණ ගිල්වීම:

ද්‍රාවණ ගිල්වීම යනු වේෆරය රසායනික ද්‍රාවණයක ගිල්වීමෙන් මතුපිට දූෂණය ඉවත් කිරීමේ ක්‍රමයකි. තෙත් රසායනික පිරිසිදු කිරීමේදී එය බහුලව භාවිතා වන ක්‍රමයයි. වේෆරයේ මතුපිට ඇති විවිධ වර්ගයේ දූෂක ඉවත් කිරීමට විවිධ ද්‍රාවණ භාවිතා කළ හැකිය.

සාමාන්‍යයෙන්, මෙම ක්‍රමයට වේෆරයේ මතුපිට ඇති අපද්‍රව්‍ය සම්පූර්ණයෙන්ම ඉවත් කළ නොහැක, එබැවින් ගිල්වීමේදී රත් කිරීම, අල්ට්රා සවුන්ඩ් සහ කලවම් කිරීම වැනි භෞතික මිනුම් බොහෝ විට භාවිතා වේ.

 

3. යාන්ත්‍රික පිරිසිදු කිරීම:

වේෆරයේ මතුපිට ඇති අංශු හෝ කාබනික අපද්‍රව්‍ය ඉවත් කිරීම සඳහා යාන්ත්‍රික ස්ක්‍රබ් කිරීම බොහෝ විට භාවිතා වේ. එය සාමාන්‍යයෙන් ක්‍රම දෙකකට බෙදිය හැකිය:වයිපර් එකකින් අතින් පිරිසිදු කිරීම සහ පිරිසිදු කිරීම.

අතින් පිරිසිදු කිරීමසරලම ස්ක්‍රබ් කිරීමේ ක්‍රමයයි. නිර්ජලීය එතනෝල් හෝ වෙනත් කාබනික ද්‍රාවකවල පොඟවා ගත් බෝලයක් අල්ලා ගැනීමට සහ ඉටි පටල, දූවිලි, අවශේෂ මැලියම් හෝ වෙනත් ඝන අංශු ඉවත් කිරීම සඳහා වේෆරයේ මතුපිට එකම දිශාවට මෘදු ලෙස අතුල්ලමින් මල නොබැඳෙන වානේ බුරුසුවක් භාවිතා කරයි. මෙම ක්‍රමය සීරීම් සහ බරපතල දූෂණය ඇති කිරීමට පහසුය.

මෘදු ලොම් බුරුසුවකින් හෝ මිශ්‍ර බුරුසුවකින් වේෆරයේ මතුපිට අතුල්ලන්නට වයිපර් යාන්ත්‍රික භ්‍රමණය භාවිතා කරයි. මෙම ක්‍රමය වේෆරයේ සීරීම් බෙහෙවින් අඩු කරයි. යාන්ත්‍රික ඝර්ෂණය නොමැතිකම නිසා අධි පීඩන වයිපර් වේෆරය සීරීමට ලක් නොකරන අතර, වලේ ඇති දූෂණය ඉවත් කළ හැකිය.

 

4. අතිධ්වනික පිරිසිදු කිරීම:

අතිධ්වනික පිරිසිදු කිරීම යනු අර්ධ සන්නායක කර්මාන්තයේ බහුලව භාවිතා වන පිරිසිදු කිරීමේ ක්‍රමයකි. එහි වාසි වන්නේ හොඳ පිරිසිදු කිරීමේ බලපෑම, සරල ක්‍රියාකාරිත්වය සහ සංකීර්ණ උපාංග සහ බහාලුම් ද පිරිසිදු කළ හැකිය.

මෙම පිරිසිදු කිරීමේ ක්‍රමය ප්‍රබල අතිධ්වනික තරංගවල ක්‍රියාකාරිත්වය යටතේ පවතී (පොදුවේ භාවිතා වන අතිධ්වනික සංඛ්‍යාතය 20s40kHz), සහ ද්‍රව මාධ්‍යය තුළ විරල සහ ඝන කොටස් ජනනය වේ. විරල කොටස රික්තක කුහර බුබුලක් නිපදවනු ඇත. කුහර බුබුල අතුරුදහන් වූ විට, ඒ අසල ශක්තිමත් දේශීය පීඩනයක් ජනනය වන අතර, වේෆර් මතුපිට ඇති අපද්‍රව්‍ය විසුරුවා හැරීම සඳහා අණු වල රසායනික බන්ධන බිඳ දමයි. දිය නොවන හෝ දිය නොවන ප්‍රවාහ අපද්‍රව්‍ය ඉවත් කිරීම සඳහා අතිධ්වනික පිරිසිදු කිරීම වඩාත් ඵලදායී වේ.

 

5. මෙගාසොනික් පිරිසිදු කිරීම:

මෙගාසොනික් පිරිසිදු කිරීම අතිධ්වනික පිරිසිදු කිරීමේ වාසි පමණක් නොව, එහි අඩුපාඩු ද ජය ගනී.

මෙගාසොනික් පිරිසිදු කිරීම යනු රසායනික පිරිසිදු කිරීමේ කාරකවල රසායනික ප්‍රතික්‍රියාව සමඟ අධි ශක්ති (850kHz) සංඛ්‍යාත කම්පන ආචරණය ඒකාබද්ධ කිරීමෙන් වේෆර් පිරිසිදු කිරීමේ ක්‍රමයකි. පිරිසිදු කිරීමේදී, ද්‍රාවණ අණු මෙගාසොනික් තරංගය මගින් වේගවත් කරනු ලැබේ (උපරිම ක්ෂණික වේගය 30cmVs දක්වා ළඟා විය හැකිය), සහ අධිවේගී තරල තරංගය වේෆරයේ මතුපිටට අඛණ්ඩව බලපෑම් කරයි, එවිට වේෆරයේ මතුපිටට සවි කර ඇති දූෂක සහ සියුම් අංශු බලහත්කාරයෙන් ඉවත් කර පිරිසිදු කිරීමේ ද්‍රාවණයට ඇතුළු වේ. පිරිසිදු කිරීමේ ද්‍රාවණයට ආම්ලික මතුපිටක් එකතු කිරීමෙන්, එක් අතකින්, මතුපිටක් අවශෝෂණය හරහා ඔප දැමීමේ මතුපිට ඇති අංශු සහ කාබනික ද්‍රව්‍ය ඉවත් කිරීමේ අරමුණ සාක්ෂාත් කරගත හැකිය; අනෙක් අතට, මතුපිටක්කාරක සහ ආම්ලික පරිසරය ඒකාබද්ධ කිරීම හරහා, ඔප දැමීමේ පත්‍රයේ මතුපිට ඇති ලෝහ දූෂණය ඉවත් කිරීමේ අරමුණ සාක්ෂාත් කරගත හැකිය. මෙම ක්‍රමයට යාන්ත්‍රික පිසදැමීමේ සහ රසායනික පිරිසිදු කිරීමේ කාර්යභාරය එකවර ඉටු කළ හැකිය.

වර්තමානයේ, මෙගාසොනික් පිරිසිදු කිරීමේ ක්‍රමය ඔප දැමීමේ තහඩු පිරිසිදු කිරීම සඳහා ඵලදායී ක්‍රමයක් බවට පත්ව ඇත.

 

6. භ්‍රමණ ඉසින ක්‍රමය:

භ්‍රමණ ඉසින ක්‍රමය යනු වේෆරය අධික වේගයෙන් භ්‍රමණය කිරීම සඳහා යාන්ත්‍රික ක්‍රම භාවිතා කරන ක්‍රමයක් වන අතර, භ්‍රමණ ක්‍රියාවලියේදී වේෆරයේ මතුපිට ඇති අපද්‍රව්‍ය ඉවත් කිරීම සඳහා අඛණ්ඩව ද්‍රව (ඉහළ සංශුද්ධතාවයෙන් යුත් අයනීකරණය කළ ජලය හෝ වෙනත් පිරිසිදු කිරීමේ ද්‍රවයක්) ඉසිනු ලැබේ.

මෙම ක්‍රමය මඟින් වේෆරයේ මතුපිට ඇති දූෂණය ඉසින ලද ද්‍රවයේ දිය කිරීමට (නැතහොත් රසායනිකව එය සමඟ ප්‍රතික්‍රියා කර විසුරුවා හැරීමට) භාවිතා කරන අතර, අපද්‍රව්‍ය අඩංගු ද්‍රවය වේෆරයේ මතුපිටින් නියමිත වේලාවට වෙන් කිරීමට අධිවේගී භ්‍රමණයේ කේන්ද්‍රාපසාරී බලපෑම භාවිතා කරයි.

භ්‍රමණ ඉසින ක්‍රමයට රසායනික පිරිසිදු කිරීම, තරල යාන්ත්‍රික පිරිසිදු කිරීම සහ අධි පීඩන ස්ක්‍රබ් කිරීමේ වාසි ඇත. ඒ සමඟම, මෙම ක්‍රමය වියළීමේ ක්‍රියාවලිය සමඟ ද ඒකාබද්ධ කළ හැකිය. අයනීකරණය කරන ලද ජල ඉසින පිරිසිදු කිරීමේ කාලයකින් පසු, ජල ඉසිනය නතර කර ඉසින වායුවක් භාවිතා කරයි. ඒ සමඟම, වේෆරයේ මතුපිට ඉක්මනින් විජලනය කිරීම සඳහා කේන්ද්‍රාපසාරී බලය වැඩි කිරීම සඳහා භ්‍රමණ වේගය වැඩි කළ හැකිය.

 

7.වියළි රසායනික පිරිසිදු කිරීම

වියළි පිරිසිදු කිරීම යනු විසඳුම් භාවිතා නොකරන පිරිසිදු කිරීමේ තාක්ෂණයයි.

දැනට භාවිතා කරන වියළි පිරිසිදු කිරීමේ තාක්ෂණයන් අතරට: ප්ලාස්මා පිරිසිදු කිරීමේ තාක්ෂණය, ගෑස් අවධි පිරිසිදු කිරීමේ තාක්ෂණය, කදම්භ පිරිසිදු කිරීමේ තාක්ෂණය, ආදිය ඇතුළත් වේ.

වියළි පිරිසිදු කිරීමේ වාසි වන්නේ සරල ක්‍රියාවලියක් සහ පරිසර දූෂණයක් නොමැති වීමයි, නමුත් පිරිවැය ඉහළ වන අතර භාවිතයේ විෂය පථය දැනට විශාල නොවේ.

 

1. ප්ලාස්මා පිරිසිදු කිරීමේ තාක්ෂණය:

ප්ලාස්මා පිරිසිදු කිරීම බොහෝ විට ප්‍රභා ප්‍රතිරෝධක ඉවත් කිරීමේ ක්‍රියාවලියේදී භාවිතා වේ. ප්ලාස්මා ප්‍රතික්‍රියා පද්ධතියට ඔක්සිජන් කුඩා ප්‍රමාණයක් හඳුන්වා දෙනු ලැබේ. ශක්තිමත් විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රයක ක්‍රියාකාරිත්වය යටතේ, ඔක්සිජන් ප්ලාස්මා ජනනය කරයි, එය ඉක්මනින් ප්‍රභා ප්‍රතිරෝධකය වාෂ්පශීලී වායු තත්වයකට ඔක්සිකරණය කර නිස්සාරණය කරයි.

මෙම පිරිසිදු කිරීමේ තාක්ෂණයට පහසු ක්‍රියාකාරිත්වය, ඉහළ කාර්යක්ෂමතාව, පිරිසිදු මතුපිට, සීරීම් නොමැති වීම යන වාසි ඇති අතර, දෙහි ඉවත් කිරීමේ ක්‍රියාවලියේදී නිෂ්පාදන ගුණාත්මකභාවය සහතික කිරීමට හිතකර වේ. එපමණක් නොව, එය අම්ල, ක්ෂාර සහ කාබනික ද්‍රාවක භාවිතා නොකරන අතර, අපද්‍රව්‍ය බැහැර කිරීම සහ පරිසර දූෂණය වැනි ගැටළු නොමැත. එබැවින්, එය මිනිසුන් විසින් වැඩි වැඩියෙන් අගය කරනු ලැබේ. කෙසේ වෙතත්, එයට කාබන් සහ අනෙකුත් වාෂ්පශීලී නොවන ලෝහ හෝ ලෝහ ඔක්සයිඩ් අපද්‍රව්‍ය ඉවත් කළ නොහැක.

 

2. ගෑස් අදියර පිරිසිදු කිරීමේ තාක්ෂණය:

වායු අවධි පිරිසිදු කිරීම යනු අපද්‍රව්‍ය ඉවත් කිරීමේ අරමුණ සාක්ෂාත් කර ගැනීම සඳහා වේෆරයේ මතුපිට ඇති දූෂිත ද්‍රව්‍යය සමඟ අන්තර් ක්‍රියා කිරීමට ද්‍රව ක්‍රියාවලියේදී අනුරූප ද්‍රව්‍යයේ වායු අවධි සමානකය භාවිතා කරන පිරිසිදු කිරීමේ ක්‍රමයකි.

උදාහරණයක් ලෙස, CMOS ක්‍රියාවලියේදී, වේෆර් පිරිසිදු කිරීම ඔක්සයිඩ ඉවත් කිරීම සඳහා වායු අවධියේ HF සහ ජල වාෂ්ප අතර අන්තර්ක්‍රියා භාවිතා කරයි. සාමාන්‍යයෙන්, ජලය අඩංගු HF ක්‍රියාවලිය අංශු ඉවත් කිරීමේ ක්‍රියාවලියක් සමඟ සිදු කළ යුතු අතර, වායු අවධියේ HF පිරිසිදු කිරීමේ තාක්ෂණය භාවිතා කිරීම සඳහා පසුකාලීන අංශු ඉවත් කිරීමේ ක්‍රියාවලියක් අවශ්‍ය නොවේ.

ජලීය HF ක්‍රියාවලියට සාපේක්ෂව වඩාත්ම වැදගත් වාසි වන්නේ ඉතා කුඩා HF රසායනික පරිභෝජනය සහ ඉහළ පිරිසිදු කිරීමේ කාර්යක්ෂමතාවයි.

 

වැඩිදුර සාකච්ඡාවක් සඳහා අප වෙත පැමිණෙන ලෙස ලොව පුරා සිටින ඕනෑම පාරිභෝගිකයෙකු සාදරයෙන් පිළිගනිමු!

https://www.vet-china.com/ www.vet-china.com/ 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 පරිශීලක-oo9nl2qp6j