Kaki za Silicon dhidi ya Kaki za Kioo: Je! Tunasafisha Nini Hasa? Kutoka kwa Kiini cha Nyenzo hadi Suluhu za Usafishaji Zinazotegemea Mchakato

Ingawa kaki za silicon na glasi zinashiriki lengo moja la "kusafishwa," changamoto na njia za kutofaulu wanazokabiliana nazo wakati wa kusafisha ni tofauti sana. Tofauti hii inatokana na mali ya asili ya nyenzo na mahitaji ya vipimo vya silicon na kioo, pamoja na "falsafa" tofauti ya kusafisha inayoendeshwa na maombi yao ya mwisho.

Kwanza, hebu tufafanue: Je, tunasafisha nini hasa? Ni uchafu gani unaohusika?

Vichafuzi vinaweza kugawanywa katika vikundi vinne:

1. Vichafuzi vya Chembe

   • Vumbi, chembe za chuma, chembe za kikaboni, chembe za abrasive (kutoka kwa mchakato wa CMP), nk.

   • Vichafuzi hivi vinaweza kusababisha kasoro za muundo, kama vile kaptula au saketi wazi.

2. Vichafuzi vya Kikaboni

   • Inajumuisha mabaki ya photoresist, viungio vya resini, mafuta ya ngozi ya binadamu, mabaki ya viyeyusho, nk.

   • Vichafuzi vya kikaboni vinaweza kutengeneza vinyago vinavyozuia uwekaji au uwekaji wa ayoni na kupunguza mshikamano wa filamu nyingine nyembamba.

3. Uchafuzi wa Ion ya Metali

   • Iron, shaba, sodiamu, potasiamu, kalsiamu, nk, ambayo kimsingi hutoka kwa vifaa, kemikali, na mawasiliano ya binadamu.

   • Katika semiconductors, ions za chuma ni uchafuzi wa "muuaji", kuanzisha viwango vya nishati katika bendi iliyokatazwa, ambayo huongeza uvujaji wa sasa, kufupisha maisha ya carrier, na kuharibu sana mali za umeme. Katika kioo, wanaweza kuathiri ubora na kujitoa kwa filamu nyembamba zifuatazo.

4. Safu ya Oksidi Asilia

   • Kwa kaki za silicon: Safu nyembamba ya silicon dioksidi (Native Oxide) huundwa kwa kawaida juu ya uso wa hewa. Unene na usawa wa safu hii ya oksidi ni ngumu kudhibiti, na lazima iondolewe kabisa wakati wa utengenezaji wa miundo muhimu kama vile oksidi za lango.

   • Kwa kaki za glasi: Kioo chenyewe ni muundo wa mtandao wa silika, kwa hivyo hakuna suala la "kuondoa safu asili ya oksidi." Hata hivyo, uso unaweza kuwa umebadilishwa kutokana na uchafuzi, na safu hii inahitaji kuondolewa.

I. Malengo ya Msingi: Tofauti Kati ya Utendaji wa Umeme na Ukamilifu wa Kimwili

• Kaki za Silicon

  • Lengo kuu la kusafisha ni kuhakikisha utendaji wa umeme. Viainisho kwa kawaida hujumuisha hesabu kali za chembe na ukubwa (kwa mfano, chembe ≥0.1μm lazima ziondolewe kikamilifu), viwango vya ioni za chuma (km, Fe, Cu lazima vidhibitiwe hadi ≤10¹⁰ atomi/cm² au chini), na viwango vya mabaki ya kikaboni. Hata uchafuzi wa microscopic unaweza kusababisha kaptula za mzunguko, mikondo ya kuvuja, au kushindwa kwa uadilifu wa oksidi ya lango.

• Kaki za Kioo

  • Kama substrates, mahitaji ya msingi ni ukamilifu wa kimwili na utulivu wa kemikali. Vipimo vinazingatia vipengele vya kiwango kikubwa kama vile kukosekana kwa mikwaruzo, madoa yasiyoweza kuondolewa, na udumishaji wa ukwaru asili wa uso na jiometri. Lengo la kusafisha kimsingi ni kuhakikisha usafi wa kuona na mshikamano mzuri kwa michakato inayofuata kama vile mipako.

II. Asili Nyenzo: Tofauti ya Msingi Kati ya Mistari ya Fuwele na Amofasi

• Silikoni

  • Silicon ni nyenzo ya fuwele, na uso wake kwa kawaida hukua safu ya oksidi ya silicon dioksidi (SiO₂) isiyo ya sare. Safu hii ya oksidi ina hatari kwa utendaji wa umeme na lazima iondolewe kikamilifu na kwa usawa.

• Kioo

  • Kioo ni mtandao wa silika amofasi. Nyenzo zake nyingi ni sawa katika utungaji na safu ya oksidi ya silicon ya silicon, ambayo ina maana kwamba inaweza kuwekwa haraka na asidi hidrofloriki (HF) na pia huathirika na mmomonyoko wa nguvu wa alkali, na kusababisha kuongezeka kwa ukali wa uso au deformation. Tofauti hii ya kimsingi inaonyesha kuwa usafishaji wa kaki ya silikoni unaweza kustahimili mwangaza, unaodhibitiwa ili kuondoa uchafu, wakati usafishaji wa kaki ya glasi lazima ufanywe kwa uangalifu mkubwa ili kuepuka kuharibu nyenzo za msingi.

III. Ulinganisho wa Suluhisho za Kusafisha

Kulingana na malengo na sifa za nyenzo zilizotajwa hapo juu, suluhisho za kusafisha za silicon na kaki za glasi hutofautiana:

• Mchakato wa Kusafisha Kaki ya Kioo

  • Hivi sasa, mimea mingi ya usindikaji wa kioo hutumia taratibu za kusafisha kulingana na sifa za nyenzo za kioo, kutegemea hasa mawakala dhaifu wa kusafisha alkali.

  • Tabia za Wakala wa Kusafisha:Wakala hawa maalum wa kusafisha kwa kawaida huwa na alkali dhaifu, na pH karibu 8-9. Kwa kawaida huwa na viambata (km, alkyl polyoxyethilini etha), mawakala wa chelating ya chuma (km, HEDP), na visaidizi vya kusafisha kikaboni, vilivyoundwa ili kuiga na kuoza vichafuzi vya kikaboni kama vile mafuta na alama za vidole, huku vikisababisha ulikaji kidogo kwenye tumbo la glasi.

  • Mtiririko wa Mchakato:Mchakato wa kawaida wa kusafisha unahusisha kutumia mkusanyiko maalum wa mawakala dhaifu wa kusafisha alkali kwenye joto kutoka kwa joto la kawaida hadi 60 ° C, pamoja na kusafisha ultrasonic. Baada ya kusafisha, kaki hupitia hatua nyingi za kusuuza kwa maji safi na kukausha kwa upole (kwa mfano, kuinua polepole au kukausha kwa mvuke wa IPA). Utaratibu huu unakidhi kikamilifu mahitaji ya kaki ya kioo kwa usafi wa kuona na usafi wa jumla.

• Mchakato wa Kusafisha Kaki ya Silicon

  • Kwa usindikaji wa semiconductor, kaki za silicon kwa kawaida husafishwa kwa kiwango cha RCA, ambayo ni njia bora ya kusafisha yenye uwezo wa kushughulikia kila aina ya uchafu, kuhakikisha kwamba mahitaji ya utendaji wa umeme kwa vifaa vya semiconductor yanatimizwa.

IV. Wakati Glass Inakidhi Viwango vya Juu vya "Usafi".

Wakati vioo vya kaki vinapotumika katika matumizi yanayohitaji hesabu kali za chembechembe na viwango vya ioni vya chuma (kwa mfano, kama sehemu ndogo katika michakato ya semicondukta au nyuso bora za uwekaji wa filamu), mchakato wa utakaso wa ndani hauwezi kutosha tena. Katika kesi hii, kanuni za kusafisha semiconductor zinaweza kutumika, kuanzisha mkakati wa kusafisha RCA uliobadilishwa.

Msingi wa mkakati huu ni kuongeza na kuboresha vigezo vya kawaida vya mchakato wa RCA ili kushughulikia hali nyeti ya glasi:

• Uondoaji wa uchafu wa kikaboni:Miyeyusho ya SPM au maji yasiyokolea ya ozoni yanaweza kutumika kuoza uchafuzi wa kikaboni kupitia oksidi kali.

• Uondoaji wa Chembe:Suluhisho la SC1 lililochanganywa sana hutumika kwa halijoto ya chini na muda mfupi wa matibabu ili kutumia mdundo wake wa kielektroniki na athari za kuangazia ili kuondoa chembe, huku ikipunguza kutu kwenye glasi.

• Uondoaji wa Ion ya Metali:Myeyusho wa SC2 uliochanganywa au suluhu rahisi za asidi hidrokloriki/dilute za asidi ya nitriki hutumiwa kuondoa uchafu wa chuma kupitia chelation.

• Marufuku kali:DHF (di-ammoniamu fluoride) lazima iepukwe kabisa ili kuzuia kutu ya substrate ya kioo.

Katika mchakato mzima uliobadilishwa, kuchanganya teknolojia ya megasonic kwa kiasi kikubwa huongeza ufanisi wa kuondolewa kwa chembe za ukubwa wa nano na ni mpole juu ya uso.

Hitimisho

Michakato ya kusafisha silicon na kaki za glasi ni matokeo yasiyoepukika ya uhandisi wa kinyume kulingana na mahitaji yao ya mwisho ya utumaji, sifa za nyenzo, na sifa za kimwili na kemikali. Usafishaji wa kaki ya silicon hutafuta "usafi wa kiwango cha atomiki" kwa utendakazi wa umeme, huku usafishaji wa kaki ya glasi hulenga kufikia nyuso "kamili, zisizoharibika". Kadiri kaki za glasi zinavyozidi kutumika katika utumizi wa semiconductor, taratibu zake za kusafisha bila shaka zitabadilika zaidi ya usafishaji hafifu wa alkali, kutengeneza suluhu zilizoboreshwa zaidi kama vile mchakato wa RCA uliorekebishwa ili kufikia viwango vya juu zaidi vya usafi.