குறைக்கடத்தி உற்பத்தியில் வேஃபர் சுத்தம் செய்யும் தொழில்நுட்பம்

குறைக்கடத்தி உற்பத்தியில் வேஃபர் சுத்தம் செய்யும் தொழில்நுட்பம்

செமிகண்டக்டர் உற்பத்தி செயல்முறை முழுவதும் வேஃபர் சுத்தம் செய்தல் ஒரு முக்கியமான படியாகும், மேலும் சாதன செயல்திறன் மற்றும் உற்பத்தி விளைச்சலை நேரடியாக பாதிக்கும் முக்கிய காரணிகளில் ஒன்றாகும். சிப் உற்பத்தியின் போது, ​​சிறிதளவு மாசுபாடு கூட சாதன பண்புகளை சிதைக்கலாம் அல்லது முழுமையான தோல்வியை ஏற்படுத்தும். இதன் விளைவாக, மேற்பரப்பு மாசுபாடுகளை அகற்றவும், வேஃபர் தூய்மையை உறுதி செய்யவும் கிட்டத்தட்ட ஒவ்வொரு உற்பத்தி படிக்கும் முன்னும் பின்னும் சுத்தம் செய்யும் செயல்முறைகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. சுத்தம் செய்தல் என்பது செமிகண்டக்டர் உற்பத்தியில் மிகவும் அடிக்கடி செய்யப்படும் செயல்பாடாகும், இது தோராயமாகஅனைத்து செயல்முறை படிகளிலும் 30%.

மிகப் பெரிய அளவிலான ஒருங்கிணைப்பின் (VLSI) தொடர்ச்சியான அளவிடுதலுடன், செயல்முறை முனைகள் முன்னேறியுள்ளன28 நானோமீட்டர், 14 நானோமீட்டர், மற்றும் அதற்கு மேல், அதிக சாதன அடர்த்தி, குறுகிய வரி அகலங்கள் மற்றும் பெருகிய முறையில் சிக்கலான செயல்முறை ஓட்டங்களை இயக்குகிறது. மேம்பட்ட முனைகள் மாசுபாட்டிற்கு கணிசமாக அதிக உணர்திறன் கொண்டவை, அதே நேரத்தில் சிறிய அம்ச அளவுகள் சுத்தம் செய்வதை மிகவும் கடினமாக்குகின்றன. இதன் விளைவாக, சுத்தம் செய்யும் படிகளின் எண்ணிக்கை தொடர்ந்து அதிகரித்து வருகிறது, மேலும் சுத்தம் செய்வது மிகவும் சிக்கலானதாகவும், மிகவும் முக்கியமானதாகவும், மிகவும் சவாலானதாகவும் மாறிவிட்டது. எடுத்துக்காட்டாக, 90 nm சிப் பொதுவாக சுமார்90 சுத்தம் செய்யும் படிகள், அதேசமயம் 20 nm சிப்பிற்கு சுமார் தேவைப்படுகிறது215 சுத்தம் செய்யும் படிகள். உற்பத்தி 14 nm, 10 nm மற்றும் சிறிய முனைகளுக்கு முன்னேறும்போது, ​​சுத்தம் செய்யும் செயல்பாடுகளின் எண்ணிக்கை அதிகரித்துக்கொண்டே இருக்கும்.

சாராம்சத்தில்,வேஃபர் சுத்தம் செய்தல் என்பது வேஃபர் மேற்பரப்பில் இருந்து அசுத்தங்களை அகற்ற வேதியியல் சிகிச்சைகள், வாயுக்கள் அல்லது இயற்பியல் முறைகளைப் பயன்படுத்தும் செயல்முறைகளைக் குறிக்கிறது.. துகள்கள், உலோகங்கள், கரிம எச்சங்கள் மற்றும் பூர்வீக ஆக்சைடுகள் போன்ற மாசுபடுத்திகள் அனைத்தும் சாதன செயல்திறன், நம்பகத்தன்மை மற்றும் மகசூலை மோசமாக பாதிக்கலாம். சுத்தம் செய்தல் தொடர்ச்சியான உற்பத்தி படிகளுக்கு இடையே "பாலமாக" செயல்படுகிறது - எடுத்துக்காட்டாக, படிவு மற்றும் லித்தோகிராஃபிக்கு முன், அல்லது பொறித்தலுக்குப் பிறகு, CMP (வேதியியல் இயந்திர மெருகூட்டல்) மற்றும் அயன் பொருத்துதல். பரவலாக, வேஃபர் சுத்தம் செய்தலை பின்வருமாறு பிரிக்கலாம்ஈரமான சுத்தம் செய்தல்மற்றும்உலர் சுத்தம் செய்தல்.

ஈரமான சுத்தம்

ஈரமான சுத்தம் செய்தல் வேஃபர்களை சுத்தம் செய்ய ரசாயன கரைப்பான்கள் அல்லது டீயோனைஸ் செய்யப்பட்ட நீர் (DIW) பயன்படுத்துகிறது. இரண்டு முக்கிய அணுகுமுறைகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன:

• மூழ்கும் முறை: கரைப்பான்கள் அல்லது DIW நிரப்பப்பட்ட தொட்டிகளில் வேஃபர்கள் மூழ்கடிக்கப்படுகின்றன. இது மிகவும் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படும் முறையாகும், குறிப்பாக முதிர்ந்த தொழில்நுட்ப முனைகளுக்கு.

• தெளிப்பு முறை: அசுத்தங்களை அகற்ற சுழலும் வேஃபர்கள் மீது கரைப்பான்கள் அல்லது DIW தெளிக்கப்படுகின்றன. மூழ்குதல் பல வேஃபர்களின் தொகுதி செயலாக்கத்தை அனுமதிக்கும் அதே வேளையில், ஸ்ப்ரே சுத்தம் செய்தல் ஒரு அறைக்கு ஒரு வேஃபரை மட்டுமே கையாளுகிறது, ஆனால் சிறந்த கட்டுப்பாட்டை வழங்குகிறது, இது மேம்பட்ட முனைகளில் இது அதிகரித்து வருவதைக் காட்டுகிறது.

உலர் சலவை

பெயர் குறிப்பிடுவது போல, உலர் சுத்தம் செய்தல் கரைப்பான்கள் அல்லது DIW ஐத் தவிர்க்கிறது, அதற்கு பதிலாக மாசுபடுத்திகளை அகற்ற வாயுக்கள் அல்லது பிளாஸ்மாவைப் பயன்படுத்துகிறது. மேம்பட்ட முனைகளை நோக்கிய தள்ளுதலுடன், உலர் சுத்தம் செய்தல் அதன் காரணமாக முக்கியத்துவம் பெறுகிறதுஉயர் துல்லியம்மற்றும் கரிமப் பொருட்கள், நைட்ரைடுகள் மற்றும் ஆக்சைடுகளுக்கு எதிரான செயல்திறன். இருப்பினும், இதற்கு தேவைப்படுகிறதுஅதிக உபகரண முதலீடு, மிகவும் சிக்கலான செயல்பாடு மற்றும் கடுமையான செயல்முறை கட்டுப்பாடுமற்றொரு நன்மை என்னவென்றால், உலர் சுத்தம் செய்தல் ஈரமான முறைகளால் உருவாகும் பெரிய அளவிலான கழிவுநீரைக் குறைக்கிறது.

பொதுவான ஈரமான சுத்தம் செய்யும் நுட்பங்கள்

1. DIW (அயனியாக்கம் நீக்கப்பட்ட நீர்) சுத்தம் செய்தல்

ஈரமான சுத்தம் செய்வதில் DIW மிகவும் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படும் துப்புரவு முகவர் ஆகும். சுத்திகரிக்கப்படாத தண்ணீரைப் போலன்றி, DIW கிட்டத்தட்ட கடத்தும் அயனிகளைக் கொண்டிருக்கவில்லை, இது அரிப்பு, மின்வேதியியல் எதிர்வினைகள் அல்லது சாதனச் சிதைவைத் தடுக்கிறது. DIW முக்கியமாக இரண்டு வழிகளில் பயன்படுத்தப்படுகிறது:

1. நேரடி வேஃபர் மேற்பரப்பு சுத்தம் செய்தல்– பொதுவாக வேஃபர் சுழற்சியின் போது உருளைகள், தூரிகைகள் அல்லது தெளிப்பு முனைகளைப் பயன்படுத்தி ஒற்றை-வேஃபர் பயன்முறையில் செய்யப்படுகிறது. ஒரு சவால் நிலைமின்னியல் சார்ஜ் குவிப்பு ஆகும், இது குறைபாடுகளைத் தூண்டக்கூடும். இதைக் குறைக்க, வேஃபரை மாசுபடுத்தாமல் கடத்துத்திறனை மேம்படுத்த CO₂ (மற்றும் சில நேரங்களில் NH₃) DIW இல் கரைக்கப்படுகிறது.

2. இரசாயன சுத்தம் செய்த பிறகு கழுவுதல்– மேற்பரப்பில் விட்டால், வேஃபரை அரிக்கக்கூடிய அல்லது சாதனத்தின் செயல்திறனைக் குறைக்கக்கூடிய எஞ்சிய சுத்தம் செய்யும் தீர்வுகளை DIW நீக்குகிறது.

2. HF (ஹைட்ரோஃப்ளூரிக் அமிலம்) சுத்தம் செய்தல்

HF என்பது அகற்றுவதற்கு மிகவும் பயனுள்ள இரசாயனமாகும்பூர்வீக ஆக்சைடு அடுக்குகள் (SiO₂)சிலிக்கான் வேஃபர்களில் பயன்படுத்தப்படுகிறது மற்றும் முக்கியத்துவம் வாய்ந்த வகையில் DIW-க்கு அடுத்தபடியாக உள்ளது. இது இணைக்கப்பட்ட உலோகங்களைக் கரைத்து மறு-ஆக்ஸிஜனேற்றத்தை அடக்குகிறது. இருப்பினும், HF பொறித்தல் வேஃபர் மேற்பரப்புகளை கடினமாக்கலாம் மற்றும் சில உலோகங்களை விரும்பத்தகாத வகையில் தாக்கலாம். இந்த சிக்கல்களைத் தீர்க்க, மேம்படுத்தப்பட்ட முறைகள் HF-ஐ நீர்த்துப்போகச் செய்கின்றன, தேர்ந்தெடுக்கும் தன்மையை மேம்படுத்தவும் மாசுபாட்டைக் குறைக்கவும் ஆக்ஸிஜனேற்றிகள், சர்பாக்டான்ட்கள் அல்லது சிக்கலான முகவர்களைச் சேர்க்கின்றன.

3. SC1 சுத்தம் செய்தல் (நிலையான சுத்தம் 1: NH₄OH + H₂O₂ + H₂O)

SC1 என்பது அகற்றுவதற்கான செலவு குறைந்த மற்றும் மிகவும் திறமையான முறையாகும்கரிம எச்சங்கள், துகள்கள் மற்றும் சில உலோகங்கள். இந்த பொறிமுறையானது H₂O₂ இன் ஆக்ஸிஜனேற்ற நடவடிக்கையையும் NH₄OH இன் கரைக்கும் விளைவையும் ஒருங்கிணைக்கிறது. இது மின்னியல் சக்திகள் மூலம் துகள்களை விரட்டுகிறது, மேலும் மீயொலி/மெகாசோனிக் உதவி செயல்திறனை மேலும் மேம்படுத்துகிறது. இருப்பினும், SC1 வேஃபர் மேற்பரப்புகளை கடினமாக்க முடியும், இதற்கு வேதியியல் விகிதங்களை கவனமாக மேம்படுத்துதல், மேற்பரப்பு பதற்றக் கட்டுப்பாடு (சர்பாக்டான்ட்கள் வழியாக) மற்றும் உலோக மறுஉருவாக்கத்தை அடக்குவதற்கு செலேட்டிங் முகவர்கள் தேவைப்படுகின்றன.

4. SC2 சுத்தம் செய்தல் (நிலையான சுத்தம் 2: HCl + H₂O₂ + H₂O)

SC2 நீக்குவதன் மூலம் SC1 ஐ நிறைவு செய்கிறது.உலோக மாசுபடுத்திகள். அதன் வலுவான சிக்கலான திறன் ஆக்ஸிஜனேற்றப்பட்ட உலோகங்களை கரையக்கூடிய உப்புகளாக அல்லது வளாகங்களாக மாற்றுகிறது, அவை கழுவப்பட்டு அகற்றப்படுகின்றன. SC1 கரிமப் பொருட்கள் மற்றும் துகள்களுக்கு பயனுள்ளதாக இருந்தாலும், SC2 உலோக உறிஞ்சுதலைத் தடுப்பதற்கும் குறைந்த உலோக மாசுபாட்டை உறுதி செய்வதற்கும் குறிப்பாக மதிப்புமிக்கது.

5. O₃ (ஓசோன்) சுத்தம் செய்தல்

ஓசோன் சுத்தம் செய்தல் முக்கியமாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறதுகரிமப் பொருட்களை நீக்குதல்மற்றும்DIW கிருமி நீக்கம் செய்தல். O₃ ஒரு வலுவான ஆக்ஸிஜனேற்றியாக செயல்படுகிறது, ஆனால் மீண்டும் படிவதற்கு காரணமாக இருக்கலாம், எனவே இது பெரும்பாலும் HF உடன் இணைக்கப்படுகிறது. அதிக வெப்பநிலையில் நீரில் O₃ கரைதிறன் குறைவதால் வெப்பநிலை மேம்படுத்தல் மிகவும் முக்கியமானது. குளோரின் அடிப்படையிலான கிருமிநாசினிகளைப் போலல்லாமல் (குறைக்கடத்தி ஃபேப்களில் ஏற்றுக்கொள்ள முடியாதது), O₃ DIW அமைப்புகளை மாசுபடுத்தாமல் ஆக்ஸிஜனாக சிதைகிறது.

6. கரிம கரைப்பான் சுத்தம் செய்தல்

சில சிறப்பு செயல்முறைகளில், நிலையான துப்புரவு முறைகள் போதுமானதாக இல்லாத அல்லது பொருத்தமற்றதாக இருக்கும் இடங்களில் (எ.கா., ஆக்சைடு உருவாவதைத் தவிர்க்க வேண்டியிருக்கும் போது) கரிம கரைப்பான்கள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

முடிவுரை

வேஃபர் சுத்தம் செய்தல் என்பதுமிகவும் அடிக்கடி மீண்டும் மீண்டும் செய்யப்படும் படிகுறைக்கடத்தி உற்பத்தியில் மற்றும் நேரடியாக மகசூல் மற்றும் சாதன நம்பகத்தன்மையை பாதிக்கிறது. நோக்கி நகர்வதன் மூலம்பெரிய செதில்கள் மற்றும் சிறிய சாதன வடிவியல்கள், வேஃபர் மேற்பரப்பு தூய்மை, வேதியியல் நிலை, கடினத்தன்மை மற்றும் ஆக்சைடு தடிமன் ஆகியவற்றிற்கான தேவைகள் பெருகிய முறையில் கடுமையாகி வருகின்றன.

இந்தக் கட்டுரை DIW, HF, SC1, SC2, O₃ மற்றும் கரிம கரைப்பான் முறைகள் உள்ளிட்ட முதிர்ந்த மற்றும் மேம்பட்ட வேஃபர் சுத்தம் செய்யும் தொழில்நுட்பங்களையும், அவற்றின் வழிமுறைகள், நன்மைகள் மற்றும் வரம்புகளையும் மதிப்பாய்வு செய்தது. இரண்டிலிருந்தும்பொருளாதார மற்றும் சுற்றுச்சூழல் கண்ணோட்டங்கள், மேம்பட்ட குறைக்கடத்தி உற்பத்தியின் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்ய வேஃபர் சுத்தம் செய்யும் தொழில்நுட்பத்தில் தொடர்ச்சியான மேம்பாடுகள் அவசியம்.