Жартылай өткізгіштер өндірісіндегі пластиналарды тазалау технологиясы

Жартылай өткізгіштер өндірісіндегі пластиналарды тазалау технологиясы

Пластинаны тазалау - жартылай өткізгіш өндірісінің бүкіл процесіндегі маңызды қадам және құрылғының өнімділігі мен өндірістік өнімділігіне тікелей әсер ететін негізгі факторлардың бірі. Чипті жасау кезінде тіпті ең аз ластану құрылғының сипаттамаларын нашарлатуы немесе толық істен шығуына әкелуі мүмкін. Нәтижесінде, беткі ластаушы заттарды кетіру және пластинаның тазалығын қамтамасыз ету үшін әрбір өндіріс кезеңінен бұрын және кейін тазалау процестері қолданылады. Тазалау сонымен қатар жартылай өткізгіш өндірісіндегі ең жиі қолданылатын операция болып табылады, шамамен...Барлық процесс кезеңдерінің 30%-ы.

Өте ауқымды интеграцияның (VLSI) үздіксіз масштабталуымен процесс түйіндері алға жылжыды28 нм, 14 нм және одан жоғары, құрылғы тығыздығының жоғарылауына, сызық енінің тарылуына және процесс ағындарының күрделенуіне әкеледі. Жетілдірілген түйіндер ластануға айтарлықтай сезімтал, ал кішірек функция өлшемдері тазалауды қиындатады. Нәтижесінде, тазалау қадамдарының саны артып келеді, ал тазалау күрделірек, маңыздырақ және қиынырақ бола бастады. Мысалы, 90 нм чип әдетте шамамен90 тазалау қадамыал 20 нм чип шамамен қажет215 тазалау қадамыӨндіріс 14 нм, 10 нм және одан кіші түйіндерге дейін дамыған сайын, тазалау операцияларының саны артып отырады.

Негізінде,Вафлиді тазалау дегеніміз - пластина бетінен қоспаларды кетіру үшін химиялық өңдеулерді, газдарды немесе физикалық әдістерді қолданатын процестер.Бөлшектер, металдар, органикалық қалдықтар және табиғи оксидтер сияқты ластаушы заттардың барлығы құрылғының жұмысына, сенімділігіне және өнімділігіне кері әсер етуі мүмкін. Тазалау өндірістің дәйекті кезеңдерінің арасындағы «көпір» қызметін атқарады — мысалы, тұндыру мен литография алдында немесе оюдан, CMP (химиялық механикалық жылтырату) және иондық имплантациядан кейін. Жалпы алғанда, пластиналарды тазалауды келесіге бөлуге болады:дымқыл тазалаужәнеқұрғақ тазалау.

Ылғал тазалау

Ылғал тазалау кезінде пластиналарды тазалау үшін химиялық еріткіштер немесе деионизацияланған су (DIW) қолданылады. Екі негізгі тәсіл қолданылады:

• Батыру әдісі: пластиналар еріткіштермен немесе DIW толтырылған цистерналарға батырылады. Бұл ең кең таралған әдіс, әсіресе жетілген технологиялық түйіндер үшін.

• Бүрку әдісіЕріткіштер немесе DIW қоспаларды кетіру үшін айналмалы пластиналарға шашыратылады. Батыру бірнеше пластинаны топтық өңдеуге мүмкіндік берсе де, шашыратып тазалау әр камераға тек бір пластинаны өңдейді, бірақ жақсы бақылауды қамтамасыз етеді, бұл оны дамыған түйіндерде барған сайын кең таралған етеді.

Химиялық тазалау

Атауынан көрініп тұрғандай, химиялық тазалау еріткіштерді немесе DIW-ді қолданбайды, оның орнына ластаушы заттарды кетіру үшін газдарды немесе плазманы пайдаланады. Жетілдірілген түйіндерге көшумен химиялық тазалау маңызды бола түсуде, себебі оныңжоғары дәлдікжәне органикалық заттарға, нитридтерге және оксидтерге қарсы тиімділігі. Дегенмен, бұл қажетжабдыққа көбірек инвестиция салу, күрделірек жұмыс және қатаңырақ процесті бақылауТағы бір артықшылығы - құрғақ тазалау ылғалды әдістермен түзілетін ағынды сулардың көп мөлшерін азайтады.

Ылғал тазалаудың кең таралған әдістері

1. DIW (деионизацияланған су) тазалау

Ылғал тазалауда DIW ең көп қолданылатын тазартқыш зат болып табылады. Тазартылмаған судан айырмашылығы, DIW құрамында өткізгіш иондар жоқ дерлік, бұл коррозияның, электрохимиялық реакциялардың немесе құрылғының тозуының алдын алады. DIW негізінен екі жолмен қолданылады:

1. Вафли бетін тікелей тазалау– Әдетте пластинаны айналдыру кезінде роликтермен, щеткалармен немесе бүріккіш саптамалармен бір пластиналы режимде орындалады. Қиындық - ақауларды тудыруы мүмкін электростатикалық зарядтың жиналуы. Мұны азайту үшін CO₂ (және кейде NH₃) пластинаны ластамай өткізгіштігін жақсарту үшін DIW-ге ерітіледі.

2. Химиялық тазалаудан кейін шаю– DIW бетінде қалдырылған жағдайда пластинаны коррозияға ұшыратуы немесе құрылғының жұмысын нашарлатуы мүмкін қалдық тазалау ерітінділерін кетіреді.

2. HF (фторсутек қышқылы) тазалау

HF - жою үшін ең тиімді химиялық зат.табиғи оксид қабаттары (SiO₂)кремний пластиналарында маңыздылығы бойынша DIW-дан кейінгі екінші орында. Ол сондай-ақ бекітілген металдарды ерітеді және қайта тотығуды басады. Дегенмен, HF ою пластина беттерін кедір-бұдыр етуі және белгілі бір металдарға жағымсыз әсер етуі мүмкін. Бұл мәселелерді шешу үшін селективтілікті арттыру және ластануды азайту үшін HF сұйылтуды, тотықтырғыштарды, беттік белсенді заттарды немесе кешен түзуші агенттерді қосуды жақсартты.

3. SC1 тазалау (Стандартты тазалау 1: NH₄OH + H₂O₂ + H₂O)

SC1 - бұл жоюдың үнемді және жоғары тиімді әдісіорганикалық қалдықтар, бөлшектер және кейбір металдарМеханизм H₂O₂ тотықтырғыш әсерін және NH₄OH еріту әсерін біріктіреді. Сондай-ақ, ол электростатикалық күштер арқылы бөлшектерді итереді, ал ультрадыбыстық/мегазоникалық көмек тиімділікті одан әрі жақсартады. Дегенмен, SC1 пластина беттерін кедір-бұдыр ете алады, бұл химиялық қатынастарды мұқият оңтайландыруды, беттік керілуді бақылауды (беттік белсенді заттар арқылы) және металдың қайта тұнуын басу үшін хелаттау агенттерін қажет етеді.

4. SC2 тазалау (Стандартты тазалау 2: HCl + H₂O₂ + H₂O)

SC2 SC1-ді алып тастау арқылы толықтырадыметалл ластаушыларыОның күшті кешен түзу қабілеті тотыққан металдарды еритін тұздарға немесе кешендерге айналдырады, олар шайылып кетеді. SC1 органикалық заттар мен бөлшектер үшін тиімді болса, SC2 металл адсорбциясының алдын алу және металл ластануының төмен деңгейін қамтамасыз ету үшін ерекше құнды.

5. O₃ (озон) тазалау

Озонды тазарту негізінен қолданыладыорганикалық заттарды алып тастаужәнеDIW дезинфекциялауO₃ күшті тотықтырғыш ретінде әрекет етеді, бірақ қайта тұндыруды тудыруы мүмкін, сондықтан ол көбінесе HF-пен біріктіріледі. Температураны оңтайландыру өте маңызды, себебі O₃ судағы ерігіштігі жоғары температурада төмендейді. Хлор негізіндегі дезинфекциялық заттардан (жартылай өткізгіш фабрикаларда жарамсыз) айырмашылығы, O₃ DIW жүйелерін ластамай оттегіге ыдырайды.

6. Органикалық еріткішпен тазалау

Белгілі бір мамандандырылған процестерде органикалық еріткіштер стандартты тазалау әдістері жеткіліксіз немесе жарамсыз болған кезде (мысалы, оксид түзілуін болдырмау қажет болған кезде) қолданылады.

Қорытынды

Вафлиді тазалау - бұлең жиі қайталанатын қадамжартылай өткізгіштер өндірісінде және құрылғының өнімділігі мен сенімділігіне тікелей әсер етеді. Осыған қарай жылжуменүлкенірек пластиналар және кішірек құрылғы геометриялары, пластина бетінің тазалығына, химиялық күйіне, кедір-бұдырлығына және оксид қалыңдығына қойылатын талаптар барған сайын қатаңдана түсуде.

Бұл мақалада DIW, HF, SC1, SC2, O₃ және органикалық еріткіш әдістерін қоса алғанда, пластиналарды тазалаудың жетілген және озық технологиялары, олардың механизмдері, артықшылықтары және шектеулері қарастырылған. Екеуінен деэкономикалық және экологиялық тұрғыдан, пластиналарды тазалау технологиясын үздіксіз жетілдіру озық жартылай өткізгіш өндірісінің талаптарын қанағаттандыру үшін өте маңызды.