Silicon Wafers ទល់នឹង Glass Wafers: តើយើងសម្អាតអ្វីខ្លះ? ពីខ្លឹមសារនៃសម្ភារៈ រហូតដល់ដំណោះស្រាយសម្អាតដែលផ្អែកលើដំណើរការ

ទោះបីជាទាំងស៊ីលីកុន និងកញ្ចក់ wafers ចែករំលែកគោលដៅទូទៅនៃការ "សម្អាត" ក៏ដោយ ក៏បញ្ហាប្រឈម និងរបៀបបរាជ័យដែលពួកគេប្រឈមមុខក្នុងអំឡុងពេលសម្អាតគឺខុសគ្នាខ្លាំង។ ភាពខុសគ្នានេះកើតឡើងពីលក្ខណៈសម្បត្តិនៃសម្ភារៈ និងតម្រូវការជាក់លាក់នៃស៊ីលីកុន និងកញ្ចក់ ក៏ដូចជា "ទស្សនវិជ្ជា" នៃការលាងសម្អាតដែលជំរុញដោយកម្មវិធីចុងក្រោយរបស់ពួកគេ។

ជាដំបូងសូមបញ្ជាក់៖ តើយើងសម្អាតអ្វីខ្លះ? តើមានសារធាតុពុលអ្វីខ្លះ?

សារធាតុពុលអាចត្រូវបានបែងចែកជា ៤ ប្រភេទ៖

1. ភាគល្អិតកខ្វក់

   • ធូលី ភាគល្អិតដែក ភាគល្អិតសរីរាង្គ ភាគល្អិតសំណឹក (ពីដំណើរការ CMP) ។ល។

   • ភាពកខ្វក់ទាំងនេះអាចបណ្តាលឱ្យមានពិការភាពលំនាំ ដូចជាសៀគ្វីខ្លី ឬសៀគ្វីបើកចំហ។

2. សារធាតុពុលសរីរាង្គ

   • រួមបញ្ចូលសំណល់សារធាតុ photoresist សារធាតុបន្ថែមជ័រ ប្រេងស្បែកមនុស្ស សំណល់សារធាតុរំលាយ។ល។

   • សារធាតុកខ្វក់ក្នុងសរីរាង្គអាចបង្កើតជារបាំងមុខដែលរារាំងការផ្សាំ ឬការដាក់អ៊ីយ៉ុង និងកាត់បន្ថយការស្អិតជាប់នៃខ្សែភាពយន្តស្តើងផ្សេងទៀត។

3. ការបំពុលអ៊ីយ៉ុងដែក

   • ជាតិដែក ទង់ដែង សូដ្យូម ប៉ូតាស្យូម កាល់ស្យូម ជាដើម ដែលភាគច្រើនបានមកពីឧបករណ៍ សារធាតុគីមី និងទំនាក់ទំនងរបស់មនុស្ស។

   • នៅក្នុង semiconductors អ៊ីយ៉ុងដែកគឺជាសារធាតុកខ្វក់ "ឃាតករ" ណែនាំកម្រិតថាមពលនៅក្នុងក្រុមហាមឃាត់ ដែលបង្កើនចរន្តលេចធ្លាយ កាត់បន្ថយអាយុកាលរបស់ក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូន និងធ្វើឱ្យខូចខាតយ៉ាងធ្ងន់ធ្ងរនូវលក្ខណៈសម្បត្តិអគ្គិសនី។ នៅក្នុងកញ្ចក់ពួកវាអាចប៉ះពាល់ដល់គុណភាពនិងការ adhesion នៃខ្សែភាពយន្តស្តើងជាបន្តបន្ទាប់។

4. ស្រទាប់អុកស៊ីដដើម

   • សម្រាប់ស៊ីលីកុន wafers: ស្រទាប់ស្តើងនៃស៊ីលីកុនឌីអុកស៊ីត (អុកស៊ីដដើម) បង្កើតបានតាមធម្មជាតិនៅលើផ្ទៃអាកាស។ កម្រាស់ និងឯកសណ្ឋាននៃស្រទាប់អុកស៊ីដនេះពិបាកគ្រប់គ្រង ហើយវាត្រូវតែយកចេញទាំងស្រុងក្នុងអំឡុងពេលបង្កើតរចនាសម្ព័ន្ធសំខាន់ៗដូចជា ច្រកទ្វារចូល។

   • សម្រាប់កញ្ចក់ wafers: កញ្ចក់ខ្លួនវាគឺជារចនាសម្ព័ន្ធបណ្តាញស៊ីលីកា ដូច្នេះមិនមានបញ្ហានៃ "ការដកស្រទាប់អុកស៊ីដដើមចេញ" ទេ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ផ្ទៃអាចត្រូវបានកែប្រែដោយសារតែការចម្លងរោគ ហើយស្រទាប់នេះចាំបាច់ត្រូវយកចេញ។

I. គោលដៅស្នូល៖ ភាពខុសគ្នារវាងការអនុវត្តអគ្គិសនី និងភាពល្អឥតខ្ចោះខាងរូបវិទ្យា

• Silicon Wafers

  • គោលដៅស្នូលនៃការសម្អាតគឺដើម្បីធានាបាននូវដំណើរការអគ្គិសនី។ ការបញ្ជាក់ជាធម្មតារួមមានចំនួន និងទំហំភាគល្អិតតឹងរឹង (ឧទាហរណ៍ ភាគល្អិត≥0.1μmត្រូវតែយកចេញប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាព) កំហាប់អ៊ីយ៉ុងដែក (ឧទាហរណ៍ Fe, Cu ត្រូវតែត្រូវបានគ្រប់គ្រងទៅ≤10¹⁰អាតូម/cm² ឬទាបជាង) និងកម្រិតសំណល់សរីរាង្គ។ សូម្បីតែការចម្លងរោគដោយមីក្រូទស្សន៍អាចនាំឱ្យសៀគ្វីខ្លី ចរន្តលេចធ្លាយ ឬការបរាជ័យនៃភាពសុចរិតនៃច្រកទ្វារ។

• កែវកែវ

  • ក្នុងនាមជាស្រទាប់ខាងក្រោម តម្រូវការស្នូលគឺភាពល្អឥតខ្ចោះនៃរាងកាយ និងស្ថេរភាពគីមី។ លក្ខណៈជាក់លាក់ផ្តោតលើទិដ្ឋភាពកម្រិតម៉ាក្រូ ដូចជាអវត្តមាននៃកោស ស្នាមប្រឡាក់ដែលមិនអាចដកចេញបាន និងការថែរក្សាភាពរដុបនៃផ្ទៃដើម និងធរណីមាត្រ។ គោលដៅនៃការលាងសម្អាតជាចម្បងដើម្បីធានាបាននូវភាពស្អាតដែលមើលឃើញ និងការស្អិតជាប់ល្អសម្រាប់ដំណើរការជាបន្តបន្ទាប់ដូចជាការស្រោប។

II. ធម្មជាតិនៃសម្ភារៈ៖ ភាពខុសគ្នាជាមូលដ្ឋានរវាងគ្រីស្តាល់ និងអាម៉ូហ្វ

• ស៊ីលីកុន

  • ស៊ីលីកុនគឺជាវត្ថុធាតុគ្រីស្តាល់ ហើយផ្ទៃរបស់វាលូតលាស់ដោយធម្មជាតិនូវស្រទាប់អុកស៊ីដស៊ីលីកុនឌីអុកស៊ីត (SiO₂) ដែលមិនមានឯកសណ្ឋាន។ ស្រទាប់អុកស៊ីតនេះបង្កហានិភ័យដល់ដំណើរការអគ្គិសនី ហើយត្រូវតែយកចេញឱ្យបានហ្មត់ចត់ និងស្មើភាពគ្នា។

• កញ្ចក់

  • កញ្ចក់គឺជាបណ្តាញស៊ីលីកាអាម៉ូហ្វ។ វត្ថុធាតុភាគច្រើនរបស់វាមានលក្ខណៈស្រដៀងគ្នាទៅនឹងស្រទាប់ស៊ីលីកុនអុកស៊ីដនៃស៊ីលីកុន ដែលមានន័យថាវាអាចត្រូវបានឆ្លាក់យ៉ាងឆាប់រហ័សដោយអាស៊ីត hydrofluoric (HF) ហើយក៏ងាយនឹងសំណឹកអាល់កាឡាំងខ្លាំង ដែលនាំឱ្យមានការកើនឡើងនៃភាពរដុប ឬខូចទ្រង់ទ្រាយផ្ទៃ។ ភាពខុសគ្នាជាមូលដ្ឋាននេះកំណត់ថាការសម្អាត wafer ស៊ីលីកុនអាចអត់ធ្មត់ពន្លឺ ការគ្រប់គ្រងការឆ្កូត ដើម្បីលុបភាពកខ្វក់ ខណៈពេលដែលការសម្អាត wafer កញ្ចក់ត្រូវតែអនុវត្តដោយប្រុងប្រយ័ត្នបំផុត ដើម្បីជៀសវាងការបំផ្លាញសម្ភារៈមូលដ្ឋាន។

III. ការប្រៀបធៀបដំណោះស្រាយសម្អាត

ដោយផ្អែកលើគោលដៅដែលបានរៀបរាប់ខាងលើ និងលក្ខណៈសម្ភារៈ ដំណោះស្រាយសម្អាតសម្រាប់ស៊ីលីកុន និងកញ្ចក់ wafers ខុសគ្នា៖

• ដំណើរការសម្អាតកញ្ចក់

  • បច្ចុប្បន្ននេះ រោងចក្រកែច្នៃកញ្ចក់ភាគច្រើនប្រើនីតិវិធីសម្អាតដោយផ្អែកលើលក្ខណៈសម្ភារៈនៃកញ្ចក់ ដោយពឹងផ្អែកជាចម្បងលើភ្នាក់ងារសម្អាតអាល់កាឡាំងខ្សោយ។

  • លក្ខណៈភ្នាក់ងារសម្អាត៖ភ្នាក់ងារសម្អាតឯកទេសទាំងនេះជាធម្មតាមានជាតិអាល់កាឡាំងខ្សោយ ជាមួយនឹង pH ប្រហែល 8-9 ។ ពួកវាជាធម្មតាផ្ទុកសារធាតុ surfactants (ឧ, alkyl polyoxyethylene ether) ភ្នាក់ងារ chelating លោហៈ (ឧ, HEDP) និងសារធាតុជំនួយសម្អាតសរីរាង្គ ដែលត្រូវបានរចនាឡើងដើម្បី emulsify និង decompose សារធាតុកខ្វក់សរីរាង្គដូចជាប្រេង និងស្នាមម្រាមដៃ ខណៈពេលដែលត្រូវបាន corrosive តិចតួចបំផុតទៅម៉ាទ្រីសកញ្ចក់។

  • លំហូរដំណើរការ៖ដំណើរការសម្អាតធម្មតាពាក់ព័ន្ធនឹងការប្រើកំហាប់ជាក់លាក់នៃសារធាតុលាងសម្អាតអាល់កាឡាំងខ្សោយនៅសីតុណ្ហភាពចាប់ពីសីតុណ្ហភាពបន្ទប់ដល់ 60°C រួមផ្សំជាមួយការសម្អាត ultrasonic ។ បន្ទាប់ពីការលាងសម្អាត wafers ឆ្លងកាត់ជំហានលាងសម្អាតជាច្រើនជាមួយនឹងទឹកសុទ្ធ និងការសម្ងួតដោយថ្នមៗ (ឧទាហរណ៍ ការលើកយឺតៗ ឬការស្ងួតដោយចំហាយទឹក IPA)។ ដំណើរការនេះមានប្រសិទ្ធភាពបំពេញតាមតម្រូវការ wafer កញ្ចក់សម្រាប់ភាពស្អាតដែលមើលឃើញ និងអនាម័យទូទៅ។

• ដំណើរការសម្អាត Silicon Wafer

  • សម្រាប់ដំណើរការនៃ semiconductor ស៊ីលីកុន wafers ជាធម្មតាឆ្លងកាត់ការសម្អាត RCA ស្តង់ដារ ដែលជាវិធីសាស្ត្រសម្អាតដ៏មានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់ដែលអាចដោះស្រាយជាប្រព័ន្ធនៃសារធាតុកខ្វក់គ្រប់ប្រភេទ ដោយធានាថាតម្រូវការដំណើរការអគ្គិសនីសម្រាប់ឧបករណ៍ semiconductor ត្រូវបានបំពេញ។

IV. នៅពេលដែលកញ្ចក់បំពេញតាមស្តង់ដារ "អនាម័យ" ខ្ពស់ជាង

នៅពេលដែល wafers កញ្ចក់ត្រូវបានប្រើនៅក្នុងកម្មវិធីដែលទាមទារចំនួនភាគល្អិតតឹងរ៉ឹង និងកម្រិតអ៊ីយ៉ុងដែក (ឧទាហរណ៍ដូចជាស្រទាប់ខាងក្រោមនៅក្នុងដំណើរការ semiconductor ឬសម្រាប់ផ្ទៃស្រទាប់ស្តើងដ៏ល្អ) ដំណើរការសម្អាតខាងក្នុងប្រហែលជាមិនគ្រប់គ្រាន់ទៀតទេ។ ក្នុងករណីនេះ គោលការណ៍សម្អាត semiconductor អាចត្រូវបានអនុវត្ត ដោយណែនាំយុទ្ធសាស្រ្តសម្អាត RCA ដែលបានកែប្រែ។

ស្នូលនៃយុទ្ធសាស្ត្រនេះគឺដើម្បីបន្ថយ និងបង្កើនប្រសិទ្ធភាពប៉ារ៉ាម៉ែត្រដំណើរការ RCA ស្តង់ដារ ដើម្បីសម្រួលដល់លក្ខណៈរសើបនៃកញ្ចក់៖

• ការ​កម្ចាត់​មេរោគ​សរីរាង្គ៖សូលុយស្យុង SPM ឬទឹកអូហ្សូនស្រាលជាង អាចត្រូវបានប្រើដើម្បីបំបែកសារធាតុកខ្វក់តាមរយៈអុកស៊ីតកម្មខ្លាំង។

• ការដកភាគល្អិតចេញ៖សូលុយស្យុង SC1 ដែលត្រូវបានពនឺខ្លាំង ត្រូវបានគេប្រើប្រាស់នៅសីតុណ្ហភាពទាប និងរយៈពេលព្យាបាលខ្លីជាងមុន ដើម្បីប្រើប្រាស់ការច្រានចោលនូវអេឡិចត្រូស្តាទិច និងឥទ្ធិពលមីក្រូ - អេចស៊ីង ដើម្បីយកភាគល្អិតចេញ ខណៈពេលដែលកាត់បន្ថយការ corrosion នៅលើកញ្ចក់។

• ការដកអ៊ីយ៉ុងដែកចេញ៖សូលុយស្យុង SC2 ពនឺ ឬដំណោះស្រាយទឹកអាស៊ីត hydrochloric ដ៏សាមញ្ញ/រំលាយអាស៊ីតនីទ្រីក ត្រូវបានប្រើដើម្បីលុបភាពកខ្វក់ចេញពីលោហៈតាមរយៈ chelation ។

• ការហាមឃាត់យ៉ាងតឹងរ៉ឹង៖DHF (ឌីអាម៉ូញ៉ូមហ្វ្លុយអូរី) ត្រូវតែជៀសវាងជាដាច់ខាត ដើម្បីការពារការច្រេះនៃស្រទាប់ខាងក្រោមកញ្ចក់។

នៅក្នុងដំណើរការកែប្រែទាំងស្រុង ការរួមបញ្ចូលគ្នានៃបច្ចេកវិទ្យា megasonic យ៉ាងសំខាន់បង្កើនប្រសិទ្ធភាពនៃការដកយកចេញនៃភាគល្អិតណាណូ ហើយមានភាពទន់ភ្លន់លើផ្ទៃ។

សេចក្តីសន្និដ្ឋាន

ដំណើរការសម្អាតសម្រាប់ស៊ីលីកុន និងកញ្ចក់ wafers គឺជាលទ្ធផលជៀសមិនរួចនៃវិស្វកម្មបញ្ច្រាសដោយផ្អែកលើតម្រូវការកម្មវិធីចុងក្រោយ លក្ខណៈសម្បត្តិសម្ភារៈ និងលក្ខណៈរូបវន្ត និងគីមី។ ការសម្អាត wafer ស៊ីលីកុន ស្វែងរក "ភាពស្អាតកម្រិតអាតូមិក" សម្រាប់ដំណើរការអគ្គិសនី ខណៈពេលដែលការសម្អាត wafer កញ្ចក់ផ្តោតលើការសម្រេចបាននូវផ្ទៃរាងកាយ "ល្អឥតខ្ចោះ គ្មានការខូចខាត" ។ ដោយសារ wafers កញ្ចក់ត្រូវបានប្រើប្រាស់កាន់តែខ្លាំងឡើងនៅក្នុងកម្មវិធី semiconductor ដំណើរការសម្អាតរបស់ពួកគេនឹងវិវឌ្ឍដោយជៀសមិនរួចលើសពីការសម្អាតអាល់កាឡាំងខ្សោយប្រពៃណី ដោយបង្កើតដំណោះស្រាយដែលចម្រាញ់ និងប្ដូរតាមបំណងបន្ថែមទៀត ដូចជាដំណើរការ RCA ដែលបានកែប្រែ ដើម្បីបំពេញតាមស្តង់ដារអនាម័យខ្ពស់។