సెమీకండక్టర్ వేఫర్ కాలుష్యం మరియు శుభ్రపరచడం యొక్క మూలాలు

సెమీకండక్టర్ తయారీలో పాల్గొనడానికి కొన్ని సేంద్రీయ మరియు అకర్బన పదార్థాలు అవసరం. అదనంగా, ఈ ప్రక్రియ ఎల్లప్పుడూ మానవ భాగస్వామ్యంతో శుభ్రమైన గదిలో నిర్వహించబడుతుంది కాబట్టి, సెమీకండక్టర్వేఫర్‌లువివిధ మలినాలతో అనివార్యంగా కలుషితమవుతాయి.

కలుషితాల మూలం మరియు స్వభావం ప్రకారం, వాటిని సుమారుగా నాలుగు వర్గాలుగా విభజించవచ్చు: కణాలు, సేంద్రీయ పదార్థం, లోహ అయాన్లు మరియు ఆక్సైడ్లు.

 

1. కణాలు:

కణాలు ప్రధానంగా కొన్ని పాలిమర్లు, ఫోటోరెసిస్ట్‌లు మరియు ఎచింగ్ మలినాలు.

ఇటువంటి కలుషితాలు సాధారణంగా పొర ఉపరితలంపై శోషించడానికి ఇంటర్‌మోలిక్యులర్ శక్తులపై ఆధారపడతాయి, ఇది పరికర ఫోటోలిథోగ్రఫీ ప్రక్రియ యొక్క రేఖాగణిత బొమ్మలు మరియు విద్యుత్ పారామితుల ఏర్పాటును ప్రభావితం చేస్తుంది.

అటువంటి కలుషితాలు ప్రధానంగా ఉపరితలంతో వాటి సంపర్క ప్రాంతాన్ని క్రమంగా తగ్గించడం ద్వారా తొలగించబడతాయిపొరభౌతిక లేదా రసాయన పద్ధతుల ద్వారా.

 

2. సేంద్రీయ పదార్థం:

మానవ చర్మ నూనె, బ్యాక్టీరియా, మెషిన్ ఆయిల్, వాక్యూమ్ గ్రీజు, ఫోటోరెసిస్ట్, శుభ్రపరిచే ద్రావకాలు మొదలైన సేంద్రీయ మలినాల మూలాలు సాపేక్షంగా విస్తృతంగా ఉంటాయి.

ఇటువంటి కలుషితాలు సాధారణంగా వేఫర్ ఉపరితలంపై ఒక సేంద్రీయ పొరను ఏర్పరుస్తాయి, శుభ్రపరిచే ద్రవం వేఫర్ ఉపరితలంపైకి రాకుండా నిరోధించడానికి, వేఫర్ ఉపరితలం అసంపూర్ణంగా శుభ్రపరచబడటానికి దారితీస్తుంది.

అటువంటి కలుషితాలను తొలగించడం తరచుగా శుభ్రపరిచే ప్రక్రియ యొక్క మొదటి దశలో జరుగుతుంది, ప్రధానంగా సల్ఫ్యూరిక్ ఆమ్లం మరియు హైడ్రోజన్ పెరాక్సైడ్ వంటి రసాయన పద్ధతులను ఉపయోగిస్తారు.

 

3. లోహ అయాన్లు:

సాధారణ లోహ మలినాలలో ఇనుము, రాగి, అల్యూమినియం, క్రోమియం, కాస్ట్ ఇనుము, టైటానియం, సోడియం, పొటాషియం, లిథియం మొదలైనవి ఉన్నాయి. ప్రధాన వనరులు వివిధ పాత్రలు, పైపులు, రసాయన కారకాలు మరియు ప్రాసెసింగ్ సమయంలో లోహ ఇంటర్‌కనెక్షన్‌లు ఏర్పడినప్పుడు ఉత్పన్నమయ్యే లోహ కాలుష్యం.

ఈ రకమైన కల్మషాన్ని తరచుగా లోహ అయాన్ కాంప్లెక్స్‌లను ఏర్పరచడం ద్వారా రసాయన పద్ధతుల ద్వారా తొలగిస్తారు.

 

4. ఆక్సైడ్:

సెమీకండక్టర్ అయినప్పుడువేఫర్‌లుఆక్సిజన్ మరియు నీరు కలిగిన వాతావరణానికి గురైనప్పుడు, ఉపరితలంపై సహజ ఆక్సైడ్ పొర ఏర్పడుతుంది. ఈ ఆక్సైడ్ ఫిల్మ్ సెమీకండక్టర్ తయారీలో అనేక ప్రక్రియలను అడ్డుకుంటుంది మరియు కొన్ని లోహ మలినాలను కూడా కలిగి ఉంటుంది. కొన్ని పరిస్థితులలో, అవి విద్యుత్ లోపాలను ఏర్పరుస్తాయి.

ఈ ఆక్సైడ్ పొర తొలగింపు తరచుగా విలీన హైడ్రోఫ్లోరిక్ ఆమ్లంలో నానబెట్టడం ద్వారా పూర్తవుతుంది.

 

సాధారణ శుభ్రపరిచే క్రమం

సెమీకండక్టర్ ఉపరితలంపై శోషించబడిన మలినాలువేఫర్‌లుమూడు రకాలుగా విభజించవచ్చు: పరమాణు, అయానిక్ మరియు పరమాణు.

వాటిలో, పరమాణు మలినాలను మరియు పొర యొక్క ఉపరితలం మధ్య శోషణ శక్తి బలహీనంగా ఉంటుంది మరియు ఈ రకమైన మలిన కణాలను తొలగించడం చాలా సులభం. అవి ఎక్కువగా హైడ్రోఫోబిక్ లక్షణాలతో కూడిన జిడ్డుగల మలినాలను కలిగి ఉంటాయి, ఇవి సెమీకండక్టర్ వేఫర్‌ల ఉపరితలాన్ని కలుషితం చేసే అయానిక్ మరియు అణు మలినాలకు ముసుగును అందించగలవు, ఇది ఈ రెండు రకాల మలినాలను తొలగించడానికి అనుకూలంగా ఉండదు. అందువల్ల, సెమీకండక్టర్ వేఫర్‌లను రసాయనికంగా శుభ్రపరిచేటప్పుడు, ముందుగా పరమాణు మలినాలను తొలగించాలి.

కాబట్టి, సెమీకండక్టర్ యొక్క సాధారణ విధానంపొరశుభ్రపరిచే ప్రక్రియ ఇలా ఉంటుంది:

డీ-మాలిక్యులరైజేషన్-డీయోనైజేషన్-డీ-అటామైజేషన్-డీయోనైజ్డ్ వాటర్ రిన్సింగ్.

అదనంగా, వేఫర్ ఉపరితలంపై ఉన్న సహజ ఆక్సైడ్ పొరను తొలగించడానికి, ఒక విలీన అమైనో ఆమ్లం నానబెట్టే దశను జోడించాలి. అందువల్ల, శుభ్రపరిచే ఆలోచన ఏమిటంటే, మొదట ఉపరితలంపై ఉన్న సేంద్రీయ కాలుష్యాన్ని తొలగించడం; తరువాత ఆక్సైడ్ పొరను కరిగించడం; చివరకు కణాలు మరియు లోహ కాలుష్యాన్ని తొలగించడం మరియు అదే సమయంలో ఉపరితలాన్ని నిష్క్రియం చేయడం.

 

సాధారణ శుభ్రపరిచే పద్ధతులు

సెమీకండక్టర్ వేఫర్‌లను శుభ్రం చేయడానికి తరచుగా రసాయన పద్ధతులను ఉపయోగిస్తారు.

రసాయన శుభ్రపరచడం అనేది వివిధ రసాయన కారకాలు మరియు సేంద్రీయ ద్రావకాలను ఉపయోగించి పొర ఉపరితలంపై ఉన్న మలినాలను మరియు నూనె మరకలను చర్య జరపడానికి లేదా కరిగించడానికి మలినాలను నిర్మూలించడానికి, ఆపై శుభ్రమైన ఉపరితలాన్ని పొందడానికి అధిక మొత్తంలో అధిక-స్వచ్ఛత వేడి మరియు చల్లటి డీయోనైజ్డ్ నీటితో శుభ్రం చేసే ప్రక్రియను సూచిస్తుంది.

రసాయన శుభ్రపరచడాన్ని తడి రసాయన శుభ్రపరచడం మరియు పొడి రసాయన శుభ్రపరచడంగా విభజించవచ్చు, వీటిలో తడి రసాయన శుభ్రపరచడం ఇప్పటికీ ప్రబలంగా ఉంది.

 

తడి రసాయన శుభ్రపరచడం

 

1. తడి రసాయన శుభ్రపరచడం:

తడి రసాయన శుభ్రపరచడంలో ప్రధానంగా సొల్యూషన్ ఇమ్మర్షన్, మెకానికల్ స్క్రబ్బింగ్, అల్ట్రాసోనిక్ క్లీనింగ్, మెగాసోనిక్ క్లీనింగ్, రోటరీ స్ప్రేయింగ్ మొదలైనవి ఉంటాయి.

 

2. ద్రావణ ఇమ్మర్షన్:

ద్రావణ ఇమ్మర్షన్ అనేది వేఫర్‌ను రసాయన ద్రావణంలో ముంచడం ద్వారా ఉపరితల కాలుష్యాన్ని తొలగించే పద్ధతి. తడి రసాయన శుభ్రపరచడంలో ఇది సాధారణంగా ఉపయోగించే పద్ధతి. వేఫర్ ఉపరితలంపై వివిధ రకాల కలుషితాలను తొలగించడానికి వివిధ పరిష్కారాలను ఉపయోగించవచ్చు.

సాధారణంగా, ఈ పద్ధతి పొర ఉపరితలంపై ఉన్న మలినాలను పూర్తిగా తొలగించదు, కాబట్టి ముంచేటప్పుడు వేడి చేయడం, అల్ట్రాసౌండ్ మరియు కదిలించడం వంటి భౌతిక కొలతలు తరచుగా ఉపయోగించబడతాయి.

 

3. యాంత్రిక స్క్రబ్బింగ్:

పొర ఉపరితలంపై కణాలు లేదా సేంద్రీయ అవశేషాలను తొలగించడానికి యాంత్రిక స్క్రబ్బింగ్‌ను తరచుగా ఉపయోగిస్తారు. దీనిని సాధారణంగా రెండు పద్ధతులుగా విభజించవచ్చు:వైపర్ ద్వారా మాన్యువల్ స్క్రబ్బింగ్ మరియు స్క్రబ్బింగ్.

మాన్యువల్ స్క్రబ్బింగ్అనేది సరళమైన స్క్రబ్బింగ్ పద్ధతి. అన్‌హైడ్రస్ ఇథనాల్ లేదా ఇతర సేంద్రీయ ద్రావకాలలో ముంచిన బంతిని పట్టుకోవడానికి స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్ బ్రష్‌ను ఉపయోగిస్తారు మరియు మైనపు ఫిల్మ్, దుమ్ము, అవశేష జిగురు లేదా ఇతర ఘన కణాలను తొలగించడానికి వేఫర్ ఉపరితలాన్ని అదే దిశలో సున్నితంగా రుద్దుతారు. ఈ పద్ధతి గీతలు మరియు తీవ్రమైన కాలుష్యాన్ని కలిగించడం సులభం.

వైపర్ వేఫర్ ఉపరితలాన్ని మృదువైన ఉన్ని బ్రష్ లేదా మిశ్రమ బ్రష్‌తో రుద్దడానికి యాంత్రిక భ్రమణాన్ని ఉపయోగిస్తుంది. ఈ పద్ధతి వేఫర్‌పై గీతలను బాగా తగ్గిస్తుంది. యాంత్రిక ఘర్షణ లేకపోవడం వల్ల అధిక పీడన వైపర్ వేఫర్‌ను గీతలు పడదు మరియు గాడిలోని కాలుష్యాన్ని తొలగించగలదు.

 

4. అల్ట్రాసోనిక్ క్లీనింగ్:

అల్ట్రాసోనిక్ క్లీనింగ్ అనేది సెమీకండక్టర్ పరిశ్రమలో విస్తృతంగా ఉపయోగించే శుభ్రపరిచే పద్ధతి. దీని ప్రయోజనాలు మంచి శుభ్రపరిచే ప్రభావం, సులభమైన ఆపరేషన్ మరియు సంక్లిష్ట పరికరాలు మరియు కంటైనర్లను కూడా శుభ్రం చేయగలవు.

ఈ శుభ్రపరిచే పద్ధతి బలమైన అల్ట్రాసోనిక్ తరంగాల ప్రభావంలో ఉంటుంది (సాధారణంగా ఉపయోగించే అల్ట్రాసోనిక్ ఫ్రీక్వెన్సీ 20s40kHz), మరియు ద్రవ మాధ్యమం లోపల చిన్న మరియు దట్టమైన భాగాలు ఉత్పత్తి అవుతాయి. చిన్న భాగం దాదాపు వాక్యూమ్ కుహరం బుడగను ఉత్పత్తి చేస్తుంది. చిన్న కుహరం బుడగ అదృశ్యమైనప్పుడు, దాని దగ్గర బలమైన స్థానిక పీడనం ఉత్పత్తి అవుతుంది, పొర ఉపరితలంపై ఉన్న మలినాలను కరిగించడానికి అణువులలోని రసాయన బంధాలను విచ్ఛిన్నం చేస్తుంది. కరగని లేదా కరగని ఫ్లక్స్ అవశేషాలను తొలగించడానికి అల్ట్రాసోనిక్ శుభ్రపరచడం అత్యంత ప్రభావవంతమైనది.

 

5. మెగాసోనిక్ క్లీనింగ్:

మెగాసోనిక్ క్లీనింగ్ అల్ట్రాసోనిక్ క్లీనింగ్ యొక్క ప్రయోజనాలను కలిగి ఉండటమే కాకుండా, దాని లోపాలను కూడా అధిగమిస్తుంది.

మెగాసోనిక్ క్లీనింగ్ అనేది అధిక-శక్తి (850kHz) ఫ్రీక్వెన్సీ వైబ్రేషన్ ప్రభావాన్ని రసాయన శుభ్రపరిచే ఏజెంట్ల రసాయన ప్రతిచర్యతో కలపడం ద్వారా వేఫర్‌లను శుభ్రపరిచే పద్ధతి. శుభ్రపరిచే సమయంలో, ద్రావణ అణువులు మెగాసోనిక్ వేవ్ ద్వారా వేగవంతం చేయబడతాయి (గరిష్ట తక్షణ వేగం 30cmVsకి చేరుకుంటుంది), మరియు హై-స్పీడ్ ఫ్లూయిడ్ వేవ్ నిరంతరం వేఫర్ ఉపరితలంపై ప్రభావం చూపుతుంది, తద్వారా వేఫర్ ఉపరితలంతో జతచేయబడిన కాలుష్య కారకాలు మరియు సూక్ష్మ కణాలు బలవంతంగా తొలగించబడి శుభ్రపరిచే ద్రావణంలోకి ప్రవేశిస్తాయి. శుభ్రపరిచే ద్రావణానికి ఆమ్ల సర్ఫ్యాక్టెంట్‌లను జోడించడం ద్వారా, ఒక వైపు, సర్ఫ్యాక్టెంట్‌ల శోషణ ద్వారా పాలిషింగ్ ఉపరితలంపై కణాలు మరియు సేంద్రీయ పదార్థాలను తొలగించే ప్రయోజనాన్ని సాధించవచ్చు; మరోవైపు, సర్ఫ్యాక్టెంట్లు మరియు ఆమ్ల వాతావరణం యొక్క ఏకీకరణ ద్వారా, పాలిషింగ్ షీట్ ఉపరితలంపై లోహ కాలుష్యాన్ని తొలగించే ప్రయోజనాన్ని సాధించవచ్చు. ఈ పద్ధతి ఏకకాలంలో యాంత్రిక తుడవడం మరియు రసాయన శుభ్రపరచడం పాత్రను పోషిస్తుంది.

ప్రస్తుతం, మెగాసోనిక్ శుభ్రపరిచే పద్ధతి పాలిషింగ్ షీట్లను శుభ్రం చేయడానికి ప్రభావవంతమైన పద్ధతిగా మారింది.

 

6. రోటరీ స్ప్రే పద్ధతి:

రోటరీ స్ప్రే పద్ధతి అనేది వేఫర్‌ను అధిక వేగంతో తిప్పడానికి యాంత్రిక పద్ధతులను ఉపయోగించే పద్ధతి, మరియు వేఫర్ ఉపరితలంపై ఉన్న మలినాలను తొలగించడానికి భ్రమణ ప్రక్రియలో వేఫర్ ఉపరితలంపై నిరంతరం ద్రవాన్ని (అధిక-స్వచ్ఛత డీయోనైజ్డ్ నీరు లేదా ఇతర శుభ్రపరిచే ద్రవం) స్ప్రే చేస్తుంది.

ఈ పద్ధతిలో పొర ఉపరితలంపై ఉన్న కాలుష్యాన్ని స్ప్రే చేసిన ద్రవంలో కరిగించడానికి (లేదా దానితో రసాయనికంగా చర్య జరిపి కరిగించడానికి) ఉపయోగిస్తారు మరియు మలినాలను కలిగి ఉన్న ద్రవాన్ని వేఫర్ ఉపరితలం నుండి సకాలంలో వేరు చేయడానికి అధిక-వేగ భ్రమణ అపకేంద్ర ప్రభావాన్ని ఉపయోగిస్తారు.

రోటరీ స్ప్రే పద్ధతిలో రసాయన శుభ్రపరచడం, ద్రవ యంత్రాలను శుభ్రపరచడం మరియు అధిక-పీడన స్క్రబ్బింగ్ వంటి ప్రయోజనాలు ఉన్నాయి. అదే సమయంలో, ఈ పద్ధతిని ఎండబెట్టడం ప్రక్రియతో కూడా కలపవచ్చు. డీయోనైజ్డ్ వాటర్ స్ప్రే శుభ్రపరిచే కాలం తర్వాత, వాటర్ స్ప్రే ఆపివేయబడుతుంది మరియు స్ప్రే గ్యాస్ ఉపయోగించబడుతుంది. అదే సమయంలో, పొర యొక్క ఉపరితలాన్ని త్వరగా నిర్జలీకరణం చేయడానికి సెంట్రిఫ్యూగల్ శక్తిని పెంచడానికి భ్రమణ వేగాన్ని పెంచవచ్చు.

 

7.డ్రై కెమికల్ క్లీనింగ్

డ్రై క్లీనింగ్ అనేది సొల్యూషన్స్ ఉపయోగించని క్లీనింగ్ టెక్నాలజీని సూచిస్తుంది.

ప్రస్తుతం ఉపయోగిస్తున్న డ్రై క్లీనింగ్ టెక్నాలజీలలో ఇవి ఉన్నాయి: ప్లాస్మా క్లీనింగ్ టెక్నాలజీ, గ్యాస్ ఫేజ్ క్లీనింగ్ టెక్నాలజీ, బీమ్ క్లీనింగ్ టెక్నాలజీ, మొదలైనవి.

డ్రై క్లీనింగ్ యొక్క ప్రయోజనాలు సరళమైన ప్రక్రియ మరియు పర్యావరణ కాలుష్యం ఉండవు, కానీ ఖర్చు ఎక్కువగా ఉంటుంది మరియు ప్రస్తుతానికి ఉపయోగం యొక్క పరిధి పెద్దగా లేదు.

 

1. ప్లాస్మా శుభ్రపరిచే సాంకేతికత:

ప్లాస్మా శుభ్రపరచడం తరచుగా ఫోటోరెసిస్ట్ తొలగింపు ప్రక్రియలో ఉపయోగించబడుతుంది. ప్లాస్మా ప్రతిచర్య వ్యవస్థలోకి కొద్ది మొత్తంలో ఆక్సిజన్ ప్రవేశపెట్టబడుతుంది. బలమైన విద్యుత్ క్షేత్రం యొక్క చర్యలో, ఆక్సిజన్ ప్లాస్మాను ఉత్పత్తి చేస్తుంది, ఇది ఫోటోరెసిస్ట్‌ను త్వరగా అస్థిర వాయు స్థితిలోకి ఆక్సీకరణం చేస్తుంది మరియు సంగ్రహించబడుతుంది.

ఈ శుభ్రపరిచే సాంకేతికత సులభమైన ఆపరేషన్, అధిక సామర్థ్యం, ​​శుభ్రమైన ఉపరితలం, గీతలు లేకపోవడం వంటి ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంది మరియు డీగమ్మింగ్ ప్రక్రియలో ఉత్పత్తి నాణ్యతను నిర్ధారించడానికి అనుకూలంగా ఉంటుంది. అంతేకాకుండా, ఇది ఆమ్లాలు, క్షారాలు మరియు సేంద్రీయ ద్రావకాలను ఉపయోగించదు మరియు వ్యర్థాల తొలగింపు మరియు పర్యావరణ కాలుష్యం వంటి సమస్యలు లేవు. అందువల్ల, దీనిని ప్రజలు ఎక్కువగా విలువైనదిగా భావిస్తారు. అయితే, ఇది కార్బన్ మరియు ఇతర అస్థిరత లేని లోహం లేదా మెటల్ ఆక్సైడ్ మలినాలను తొలగించదు.

 

2. గ్యాస్ ఫేజ్ క్లీనింగ్ టెక్నాలజీ:

గ్యాస్ ఫేజ్ క్లీనింగ్ అనేది ద్రవ ప్రక్రియలో సంబంధిత పదార్ధం యొక్క గ్యాస్ ఫేజ్ సమానతను ఉపయోగించి వేఫర్ ఉపరితలంపై కలుషితమైన పదార్థంతో సంకర్షణ చెంది మలినాలను తొలగించే ఉద్దేశ్యాన్ని సాధించే శుభ్రపరిచే పద్ధతిని సూచిస్తుంది.

ఉదాహరణకు, CMOS ప్రక్రియలో, వేఫర్ క్లీనింగ్ ఆక్సైడ్‌లను తొలగించడానికి గ్యాస్ ఫేజ్ HF మరియు నీటి ఆవిరి మధ్య పరస్పర చర్యను ఉపయోగిస్తుంది. సాధారణంగా, నీటిని కలిగి ఉన్న HF ప్రక్రియ కణ తొలగింపు ప్రక్రియతో పాటు ఉండాలి, అయితే గ్యాస్ ఫేజ్ HF క్లీనింగ్ టెక్నాలజీని ఉపయోగించటానికి తదుపరి కణ తొలగింపు ప్రక్రియ అవసరం లేదు.

జల HF ప్రక్రియతో పోలిస్తే అతి ముఖ్యమైన ప్రయోజనాలు చాలా తక్కువ HF రసాయన వినియోగం మరియు అధిక శుభ్రపరిచే సామర్థ్యం.

 

ప్రపంచం నలుమూలల నుండి వచ్చే కస్టమర్లు ఎవరైనా తదుపరి చర్చ కోసం మమ్మల్ని సందర్శించడానికి స్వాగతం!

https://www.vet-china.com/ ట్యాగ్:

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 యూజర్-ఊ9nl2qp6j