ទោះបីជាបន្ទះស៊ីលីកុន និងបន្ទះកញ្ចក់ទាំងពីរមានគោលដៅរួមគឺ "សម្អាត" ក៏ដោយ បញ្ហាប្រឈម និងរបៀបបរាជ័យដែលពួកគេប្រឈមមុខក្នុងអំឡុងពេលសម្អាតគឺខុសគ្នាខ្លាំងណាស់។ ភាពមិនស្របគ្នានេះកើតឡើងពីលក្ខណៈសម្បត្តិសម្ភារៈដែលមាននៅក្នុងខ្លួន និងតម្រូវការបញ្ជាក់របស់ស៊ីលីកុន និងកញ្ចក់ ក៏ដូចជា "ទស្សនវិជ្ជា" ដាច់ដោយឡែកនៃការសម្អាតដែលជំរុញដោយកម្មវិធីចុងក្រោយរបស់ពួកគេ។
ដំបូងសូមឲ្យយើងបញ្ជាក់ឲ្យច្បាស់ថា តើយើងកំពុងសម្អាតអ្វីឲ្យប្រាកដ? តើមានសារធាតុបំពុលអ្វីខ្លះដែលពាក់ព័ន្ធ?
សារធាតុបំពុលអាចត្រូវបានចាត់ថ្នាក់ជាបួនប្រភេទ៖
-
ភាគល្អិតកខ្វក់
-
ធូលីដី ភាគល្អិតលោហៈ ភាគល្អិតសរីរាង្គ ភាគល្អិតសំណឹក (ពីដំណើរការ CMP)។ល។
-
សារធាតុចម្លងរោគទាំងនេះអាចបណ្តាលឱ្យមានពិការភាពនៃលំនាំ ដូចជាការដាច់ចរន្តអគ្គិសនី ឬសៀគ្វីចំហ។
-
-
សារធាតុចម្លងរោគសរីរាង្គ
-
រួមមានសំណល់ photoresist សារធាតុបន្ថែមជ័រ ប្រេងស្បែកមនុស្ស សំណល់សារធាតុរំលាយ ជាដើម។
-
សារធាតុចម្លងរោគសរីរាង្គអាចបង្កើតជារបាំងដែលរារាំងការឆ្លាក់ ឬការបង្កប់អ៊ីយ៉ុង និងកាត់បន្ថយការស្អិតនៃខ្សែភាពយន្តស្តើងផ្សេងទៀត។
-
-
សារធាតុចម្លងរោគអ៊ីយ៉ុងលោហៈ
-
ជាតិដែក ទង់ដែង សូដ្យូម ប៉ូតាស្យូម កាល់ស្យូម ជាដើម ដែលភាគច្រើនមកពីឧបករណ៍ សារធាតុគីមី និងការប៉ះពាល់ជាមួយមនុស្ស។
-
នៅក្នុងឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិក អ៊ីយ៉ុងលោហៈគឺជាសារធាតុបំពុល "ឃាតករ" ដែលបង្កើតកម្រិតថាមពលនៅក្នុងក្រុមហាមឃាត់ ដែលបង្កើនចរន្តលេចធ្លាយ ធ្វើឱ្យអាយុកាលឧបករណ៍ផ្ទុកខ្លី និងបំផ្លាញលក្ខណៈសម្បត្តិអគ្គិសនីយ៉ាងធ្ងន់ធ្ងរ។ នៅក្នុងកញ្ចក់ ពួកវាអាចប៉ះពាល់ដល់គុណភាព និងភាពស្អិតនៃខ្សែភាពយន្តស្តើងៗជាបន្តបន្ទាប់។
-
-
ស្រទាប់អុកស៊ីដដើម
-
សម្រាប់បន្ទះស៊ីលីកុន៖ ស្រទាប់ស្តើងមួយនៃស៊ីលីកុនឌីអុកស៊ីត (អុកស៊ីដដើម) បង្កើតបានជាធម្មជាតិនៅលើផ្ទៃក្នុងខ្យល់។ កម្រាស់ និងឯកសណ្ឋាននៃស្រទាប់អុកស៊ីដនេះពិបាកគ្រប់គ្រងណាស់ ហើយវាត្រូវតែយកចេញទាំងស្រុងក្នុងអំឡុងពេលផលិតរចនាសម្ព័ន្ធសំខាន់ៗដូចជាអុកស៊ីដច្រកទ្វារ។
-
សម្រាប់បន្ទះកញ្ចក់៖ កញ្ចក់ខ្លួនឯងគឺជារចនាសម្ព័ន្ធបណ្តាញស៊ីលីកា ដូច្នេះមិនមានបញ្ហានៃការ "ដកស្រទាប់អុកស៊ីដដើមចេញ" ទេ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ផ្ទៃអាចត្រូវបានកែប្រែដោយសារតែការបំពុល ហើយស្រទាប់នេះត្រូវការដកចេញ។
-
I. គោលដៅស្នូល៖ ភាពខុសគ្នារវាងដំណើរការអគ្គិសនី និងភាពល្អឥតខ្ចោះខាងរូបវន្ត
-
បន្ទះស៊ីលីកុន
-
គោលដៅស្នូលនៃការសម្អាតគឺដើម្បីធានាបាននូវដំណើរការអគ្គិសនី។ លក្ខណៈបច្ចេកទេសជាធម្មតារួមមានចំនួន និងទំហំភាគល្អិតយ៉ាងតឹងរ៉ឹង (ឧទាហរណ៍ ភាគល្អិត ≥0.1μm ត្រូវតែត្រូវបានដកចេញប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាព) កំហាប់អ៊ីយ៉ុងលោហៈ (ឧទាហរណ៍ Fe, Cu ត្រូវតែគ្រប់គ្រងដល់ ≤10¹⁰ អាតូម/សង់ទីម៉ែត្រការ៉េ ឬទាបជាងនេះ) និងកម្រិតសំណល់សរីរាង្គ។ សូម្បីតែការបំពុលមីក្រូទស្សន៍ក៏អាចនាំឱ្យមានសៀគ្វីខ្លី ចរន្តលេចធ្លាយ ឬការបរាជ័យនៃភាពសុចរិតនៃអុកស៊ីដច្រកទ្វារ។
-
-
នំវ៉ាហ្វឺរកញ្ចក់
-
ក្នុងនាមជាស្រទាប់ខាងក្រោម តម្រូវការស្នូលគឺភាពល្អឥតខ្ចោះខាងរូបវន្ត និងស្ថេរភាពគីមី។ លក្ខណៈបច្ចេកទេសផ្តោតលើទិដ្ឋភាពកម្រិតម៉ាក្រូ ដូចជាអវត្តមាននៃស្នាមឆ្កូត ស្នាមប្រឡាក់ដែលមិនអាចដកចេញបាន និងការថែរក្សាភាពរដុបនៃផ្ទៃដើម និងធរណីមាត្រ។ គោលដៅសម្អាតគឺចម្បងដើម្បីធានាបាននូវភាពស្អាតដែលមើលឃើញ និងការស្អិតល្អសម្រាប់ដំណើរការជាបន្តបន្ទាប់ដូចជាការលាបថ្នាំ។
-
II. ធម្មជាតិនៃសម្ភារៈ៖ ភាពខុសគ្នាជាមូលដ្ឋានរវាងគ្រីស្តាល់ និងអសណ្ឋាន
-
ស៊ីលីកុន
-
ស៊ីលីកុនគឺជាវត្ថុធាតុគ្រីស្តាល់ ហើយផ្ទៃរបស់វាបង្កើតជាស្រទាប់អុកស៊ីដស៊ីលីកុនឌីអុកស៊ីត (SiO₂) មិនស្មើគ្នាដោយធម្មជាតិ។ ស្រទាប់អុកស៊ីដនេះបង្កហានិភ័យដល់ដំណើរការអគ្គិសនី ហើយត្រូវតែយកចេញឱ្យបានហ្មត់ចត់ និងស្មើគ្នា។
-
-
កញ្ចក់
-
កញ្ចក់គឺជាបណ្តាញស៊ីលីកាអរូបី។ សម្ភារៈភាគច្រើនរបស់វាមានសមាសភាពស្រដៀងគ្នាទៅនឹងស្រទាប់អុកស៊ីដស៊ីលីកុននៃស៊ីលីកុន ដែលមានន័យថាវាអាចត្រូវបានឆ្លាក់យ៉ាងឆាប់រហ័សដោយអាស៊ីតអ៊ីដ្រូហ្វ្លុយអូរីក (HF) ហើយក៏ងាយនឹងទទួលរងនូវសំណឹកអាល់កាឡាំងខ្លាំងផងដែរ ដែលនាំឱ្យមានការកើនឡើងនៃភាពរដុបនៃផ្ទៃ ឬការខូចទ្រង់ទ្រាយ។ ភាពខុសគ្នាជាមូលដ្ឋាននេះបង្ហាញថា ការសម្អាតបន្ទះស៊ីលីកុនអាចអត់ធ្មត់នឹងពន្លឺ ដែលត្រូវបានគ្រប់គ្រងដោយការឆ្លាក់ដើម្បីយកសារធាតុកខ្វក់ចេញ ខណៈពេលដែលការសម្អាតបន្ទះកញ្ចក់ត្រូវតែអនុវត្តដោយប្រុងប្រយ័ត្នបំផុត ដើម្បីជៀសវាងការបំផ្លាញសម្ភារៈមូលដ្ឋាន។
-
| សម្ភារៈសម្អាត | ការសម្អាតបន្ទះស៊ីលីកុន | ការសម្អាតបន្ទះកញ្ចក់ |
|---|---|---|
| គោលដៅសម្អាត | រួមបញ្ចូលស្រទាប់អុកស៊ីដដើមរបស់វាផ្ទាល់ | ជ្រើសរើសវិធីសាស្ត្រសម្អាត៖ យកសារធាតុកខ្វក់ចេញ ខណៈពេលការពារសម្ភារៈមូលដ្ឋាន |
| ការសម្អាត RCA ស្តង់ដារ | - អេសភីអឹម(H₂SO₄/H₂O₂): យកសំណល់សរីរាង្គ/សារធាតុ photoresist ចេញ | លំហូរសម្អាតសំខាន់: |
| - SC1(NH₄OH/H₂O₂/H₂O): យកភាគល្អិតលើផ្ទៃចេញ | សារធាតុសម្អាតអាល់កាឡាំងខ្សោយ៖ មានផ្ទុកសារធាតុសកម្មលើផ្ទៃ ដើម្បីយកសារធាតុសរីរាង្គ និងភាគល្អិតចេញ | |
| - ឌីអេហ្វអេហ្វ(អាស៊ីតអ៊ីដ្រូហ្វ្លុយអូរីក): យកស្រទាប់អុកស៊ីដធម្មជាតិ និងសារធាតុបំពុលផ្សេងទៀតចេញ | សារធាតុសម្អាតអាល់កាឡាំងខ្លាំង ឬអាល់កាឡាំងមធ្យម: ប្រើសម្រាប់យកលោហធាតុ ឬសារធាតុមិនងាយនឹងបង្កជាឧស្ម័នចេញ | |
| - SC2(HCl/H₂O₂/H₂O): លុបបំបាត់សារធាតុលោហៈដែលបំពុល | ជៀសវាង HF ពេញមួយ | |
| សារធាតុគីមីសំខាន់ៗ | អាស៊ីតខ្លាំង, អាល់កាឡាំងខ្លាំង, សារធាតុរំលាយអុកស៊ីតកម្ម | សារធាតុសម្អាតអាល់កាឡាំងខ្សោយ ផលិតឡើងជាពិសេសសម្រាប់ការលុបបំបាត់ការបំពុលស្រាល |
| ជំនួយរាងកាយ | ទឹកដែលគ្មានអ៊ីយ៉ុង (សម្រាប់លាងសម្អាតដោយភាពបរិសុទ្ធខ្ពស់) | ការលាងសម្អាតដោយប្រើអ៊ុលត្រាសោន និងមេហ្គាសូនិក |
| បច្ចេកវិទ្យាសម្ងួត | ការសម្ងួតដោយចំហាយទឹក Megasonic, IPA | ការសម្ងួតស្រាលៗ៖ លើកយឺតៗ ការសម្ងួតដោយចំហាយទឹក IPA |
III. ការប្រៀបធៀបដំណោះស្រាយសម្អាត
ដោយផ្អែកលើគោលដៅ និងលក្ខណៈសម្ភារៈដែលបានរៀបរាប់ខាងលើ ដំណោះស្រាយសម្អាតសម្រាប់បន្ទះស៊ីលីកុន និងបន្ទះកញ្ចក់មានភាពខុសគ្នា៖
| ការសម្អាតបន្ទះស៊ីលីកុន | ការសម្អាតបន្ទះកញ្ចក់ | |
|---|---|---|
| គោលបំណងសម្អាត | ការដកយកចេញយ៉ាងហ្មត់ចត់ រួមទាំងស្រទាប់អុកស៊ីដដើមរបស់បន្ទះ wafer។ | ការដកយកចេញជាជម្រើស៖ លុបបំបាត់សារធាតុបំពុល ខណៈពេលការពារស្រទាប់ខាងក្រោម។ |
| ដំណើរការធម្មតា | ការសម្អាត RCA ស្តង់ដារ៖•អេសភីអឹម(H₂SO₄/H₂O₂): លុបសារធាតុសរីរាង្គ/សារធាតុ photoresist ធ្ងន់ៗ •SC1(NH₄OH/H₂O₂/H₂O): ការដកយកភាគល្អិតអាល់កាឡាំង •ឌីអេហ្វអេហ្វ(HF ពនលាយ): យកស្រទាប់អុកស៊ីដដើម និងលោហធាតុចេញ •SC2(HCl/H₂O₂/H₂O): យកអ៊ីយ៉ុងលោហៈចេញ | លំហូរសម្អាតលក្ខណៈ៖•សារធាតុសម្អាតអាល់កាឡាំងស្រាលជាមួយសារធាតុ surfactants ដើម្បីយកសារធាតុសរីរាង្គ និងភាគល្អិតចេញ •សារធាតុសម្អាតអាស៊ីត ឬអព្យាក្រឹតសម្រាប់ការយកអ៊ីយ៉ុងលោហៈ និងសារធាតុចម្លងរោគជាក់លាក់ផ្សេងទៀតចេញ •ជៀសវាង HF ពេញមួយដំណើរការ |
| សារធាតុគីមីសំខាន់ៗ | អាស៊ីតខ្លាំង, សារធាតុអុកស៊ីតកម្មខ្លាំង, ដំណោះស្រាយអាល់កាឡាំង | សារធាតុសម្អាតអាល់កាឡាំងស្រាល; សារធាតុសម្អាតអព្យាក្រឹត ឬអាស៊ីតបន្តិចដែលមានឯកទេស |
| ជំនួយរាងកាយ | មេហ្គាសូនិក (ប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់ ការដកយកភាគល្អិតចេញដោយថ្នមៗ) | អ៊ុលត្រាសោន, មេហ្គាសូនិក |
| ការសម្ងួត | ការស្ងួត Marangoni; ការសម្ងួតដោយចំហាយទឹក IPA | ការសម្ងួតយឺតៗ; ការសម្ងួតដោយចំហាយទឹក IPA |
-
ដំណើរការសម្អាតបន្ទះកញ្ចក់
-
បច្ចុប្បន្ននេះ រោងចក្រកែច្នៃកញ្ចក់ភាគច្រើនប្រើប្រាស់នីតិវិធីសម្អាតដោយផ្អែកលើលក្ខណៈសម្ភារៈនៃកញ្ចក់ ដោយពឹងផ្អែកជាចម្បងលើសារធាតុសម្អាតអាល់កាឡាំងខ្សោយ។
-
លក្ខណៈសម្បត្តិសារធាតុសម្អាត៖សារធាតុសម្អាតឯកទេសទាំងនេះជាធម្មតាមានជាតិអាល់កាឡាំងខ្សោយ ដែលមាន pH ប្រហែល 8-9។ ជាធម្មតាពួកវាមានផ្ទុកសារធាតុ surfactants (ឧ. អាល់គីលប៉ូលីអុកស៊ីអេទីឡែនអេធើរ) សារធាតុ chelating លោហៈ (ឧ. HEDP) និងសារធាតុជំនួយសម្អាតសរីរាង្គ ដែលត្រូវបានរចនាឡើងដើម្បី emulsify និង decompose សារធាតុបំពុលសរីរាង្គដូចជាប្រេង និងស្នាមម្រាមដៃ ខណៈពេលដែលមានសារធាតុ corrosive តិចតួចបំផុតចំពោះម៉ាទ្រីសកញ្ចក់។
-
លំហូរដំណើរការ៖ដំណើរការសម្អាតធម្មតាពាក់ព័ន្ធនឹងការប្រើប្រាស់សារធាតុសម្អាតអាល់កាឡាំងខ្សោយក្នុងកំហាប់ជាក់លាក់នៅសីតុណ្ហភាពចាប់ពីសីតុណ្ហភាពបន្ទប់ដល់ 60°C រួមផ្សំជាមួយនឹងការសម្អាតដោយអ៊ុលត្រាសោន។ បន្ទាប់ពីសម្អាតរួច បន្ទះស្តើងៗឆ្លងកាត់ជំហានលាងសម្អាតច្រើនដងជាមួយទឹកសុទ្ធ និងការសម្ងួតស្រាលៗ (ឧទាហរណ៍ ការលើកយឺតៗ ឬការសម្ងួតដោយចំហាយទឹក IPA)។ ដំណើរការនេះបំពេញតាមតម្រូវការបន្ទះស្តើងៗកញ្ចក់សម្រាប់អនាម័យដែលមើលឃើញ និងអនាម័យទូទៅប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាព។
-
-
ដំណើរការសម្អាតបន្ទះស៊ីលីកុន
-
សម្រាប់ដំណើរការឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិកពាក់កណ្តាលសៀគ្វី បន្ទះស៊ីលីកុនជាធម្មតាឆ្លងកាត់ការសម្អាត RCA ស្តង់ដារ ដែលជាវិធីសាស្ត្រសម្អាតដ៏មានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់ដែលមានសមត្ថភាពដោះស្រាយគ្រប់ប្រភេទនៃសារធាតុបំពុលជាប្រព័ន្ធ ដោយធានាថាតម្រូវការដំណើរការអគ្គិសនីសម្រាប់ឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិកពាក់កណ្តាលសៀគ្វីត្រូវបានបំពេញ។
-
IV. នៅពេលដែលកញ្ចក់បំពេញតាមស្តង់ដារ "អនាម័យ" ខ្ពស់ជាង
នៅពេលដែលបន្ទះកញ្ចក់ត្រូវបានប្រើនៅក្នុងកម្មវិធីដែលតម្រូវឱ្យមានការរាប់ភាគល្អិត និងកម្រិតអ៊ីយ៉ុងលោហៈយ៉ាងតឹងរ៉ឹង (ឧទាហរណ៍ ជាស្រទាប់ខាងក្រោមក្នុងដំណើរការស៊ីមីកុងដុកទ័រ ឬសម្រាប់ផ្ទៃដាក់ស្រទាប់ស្តើងដ៏ល្អឥតខ្ចោះ) ដំណើរការសម្អាតខាងក្នុងអាចលែងគ្រប់គ្រាន់ទៀតហើយ។ ក្នុងករណីនេះ គោលការណ៍សម្អាតស៊ីមីកុងដុកទ័រអាចត្រូវបានអនុវត្ត ដោយណែនាំយុទ្ធសាស្ត្រសម្អាត RCA ដែលបានកែប្រែ។
ស្នូលនៃយុទ្ធសាស្ត្រនេះគឺដើម្បីពនលាយ និងបង្កើនប្រសិទ្ធភាពប៉ារ៉ាម៉ែត្រដំណើរការ RCA ស្តង់ដារ ដើម្បីសម្របតាមលក្ខណៈរសើបនៃកញ្ចក់៖
-
ការដកយកសារធាតុសរីរាង្គចេញ៖ដំណោះស្រាយ SPM ឬទឹកអូហ្សូនដែលមានរសជាតិស្រាលជាងអាចត្រូវបានប្រើដើម្បីរំលាយសារធាតុបំពុលសរីរាង្គតាមរយៈអុកស៊ីតកម្មខ្លាំង។
-
ការដកយកភាគល្អិតចេញ៖ដំណោះស្រាយ SC1 ដែលពនលាយខ្ពស់ត្រូវបានប្រើនៅសីតុណ្ហភាពទាប និងពេលវេលាព្យាបាលខ្លីជាង ដើម្បីប្រើប្រាស់ឥទ្ធិពលច្រេះអេឡិចត្រូស្តាទិច និងឥទ្ធិពលឆ្លាក់តូចៗរបស់វា ដើម្បីយកភាគល្អិតចេញ ខណៈពេលដែលកាត់បន្ថយការច្រេះលើកញ្ចក់។
-
ការដកយកអ៊ីយ៉ុងលោហៈចេញ៖ដំណោះស្រាយ SC2 ដែលពនលាយ ឬដំណោះស្រាយអាស៊ីតអ៊ីដ្រូក្លរីកពនលាយសាមញ្ញ/អាស៊ីតនីទ្រីកពនលាយ ត្រូវបានប្រើដើម្បីយកសារធាតុចម្លងរោគលោហៈចេញតាមរយៈ chelation។
-
ការហាមឃាត់យ៉ាងតឹងរ៉ឹង៖ត្រូវតែជៀសវាងប្រើ DHF (ឌី-អាម៉ូញ៉ូម ហ្វ្លុយអូរីត) ជាដាច់ខាត ដើម្បីការពារការច្រេះនៃស្រទាប់កញ្ចក់។
នៅក្នុងដំណើរការដែលបានកែប្រែទាំងមូល ការរួមបញ្ចូលគ្នានូវបច្ចេកវិទ្យា megasonic បង្កើនប្រសិទ្ធភាពនៃការដកយកភាគល្អិតទំហំណាណូយ៉ាងច្រើន និងទន់ភ្លន់ជាងលើផ្ទៃ។
សេចក្តីសន្និដ្ឋាន
ដំណើរការសម្អាតសម្រាប់បន្ទះស៊ីលីកុន និងបន្ទះកញ្ចក់ គឺជាលទ្ធផលជៀសមិនរួចនៃវិស្វកម្មបញ្ច្រាសដោយផ្អែកលើតម្រូវការកម្មវិធីចុងក្រោយរបស់វា លក្ខណៈសម្បត្តិសម្ភារៈ និងលក្ខណៈរូបវន្ត និងគីមី។ ការសម្អាតបន្ទះស៊ីលីកុនស្វែងរក "អនាម័យកម្រិតអាតូមិច" សម្រាប់ដំណើរការអគ្គិសនី ខណៈពេលដែលការសម្អាតបន្ទះកញ្ចក់ផ្តោតលើការសម្រេចបាននូវផ្ទៃរូបវន្ត "ល្អឥតខ្ចោះ និងមិនខូចខាត"។ ដោយសារតែបន្ទះកញ្ចក់ត្រូវបានប្រើប្រាស់កាន់តែខ្លាំងឡើងនៅក្នុងកម្មវិធីស៊ីមីកុងដុកទ័រ ដំណើរការសម្អាតរបស់ពួកគេនឹងវិវត្តហួសពីការសម្អាតអាល់កាឡាំងខ្សោយបែបប្រពៃណី ដោយបង្កើតដំណោះស្រាយដែលចម្រាញ់ និងប្ដូរតាមបំណងជាងមុនដូចជាដំណើរការ RCA ដែលបានកែប្រែ ដើម្បីបំពេញតាមស្តង់ដារអនាម័យខ្ពស់ជាង។
ពេលវេលាបង្ហោះ៖ ថ្ងៃទី ២៩ ខែតុលា ឆ្នាំ ២០២៥