The वेफर क्लीनिंग प्रक्रिया सेमीकंडक्टर और MEMS निर्माण का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है। निर्माण के हर चरण में, सिलिकॉन वेफर्स को कणों, कार्बनिक अवशेषों, धात्विक संदूषकों और अन्य अवांछित पदार्थों से मुक्त रखना चाहिए जो डिवाइस के प्रदर्शन और उपज को प्रभावित कर सकते हैं।
चुनौती केवल संदूषकों को हटाना नहीं है। सफाई प्रक्रिया को वेफर सतह या सब्सट्रेट को नुकसान पहुंचाए या बदले बिना पर निर्भर करती है।
वेफर क्लीनिंग का प्राथमिक उद्देश्य रासायनिक संदूषकों और कणों को हटाना है, जबकि वेफर सतह की अखंडता को बनाए रखना है।
सतह खुरदरापन, जंग और गड्ढों से मुक्त रहनी चाहिए। यहां तक कि मामूली सतह क्षति भी बाद की प्रक्रिया चरणों को प्रभावित कर सकती है और सफाई प्रक्रिया की प्रभावशीलता को कम कर सकती है।
वेफर की उपज दोष घनत्व से निकटता से जुड़ी हुई है, जिसमें सतह संदूषण और कणों की संख्या शामिल है। दोषों को कम करने और उपज में सुधार करने का सबसे प्रभावी तरीका कुशल वेफर-सफाई प्रक्रियाओं को लागू करना है जो लगातार संदूषकों को हटा सकें।
जैसे-जैसे सेमीकंडक्टर डिवाइस सिकुड़ते जा रहे हैं, तेजी से छोटे कणों को हटाना अधिक चुनौतीपूर्ण और अधिक महत्वपूर्ण हो गया है। सबमाइक्रोन कणों को खत्म करना विशेष रूप से कठिन हो सकता है क्योंकि कणों और वेफर सतह के बीच मजबूत इलेक्ट्रोस्टैटिक बल मौजूद हो सकते हैं।
यह निर्माण प्रक्रिया के दौरान सटीक सतह कंडीशनिंग और संदूषण नियंत्रण को आवश्यक बनाता है।
वेफर क्लीनिंग तकनीकें
वेफर क्लीनिंग में उपयोग की जाने वाली कई बुनियादी रसायन शास्त्र पिछले कुछ दशकों से मौलिक रूप से समान रही हैं। आरसीए क्लीनिंग प्रक्रिया, जो हाइड्रोजन पेरोक्साइड, अमोनियम हाइड्रॉक्साइड, हाइड्रोक्लोरिक एसिड और डीआयनीकृत पानी के संयोजन पर निर्भर करती है, एक व्यापक रूप से इस्तेमाल किया जाने वाला दृष्टिकोण बना हुआ है।
जो चीज महत्वपूर्ण रूप से विकसित हुई है, वह है इन रसायन शास्त्र को लागू करने और उन्हें नई सफाई तकनीकों के साथ संयोजित करने का तरीका, जिसमें ओजोन क्लीनिंग और मेगासोनिक क्लीनिंग पर निर्भर करती है।
आधुनिक एकीकृत-सर्किट निर्माण में डिवाइस आर्किटेक्चर और एप्लिकेशन के आधार पर बड़ी संख्या में अत्यधिक नियंत्रित प्रक्रिया चरण शामिल होते हैं। अधिकांश प्रक्रियाएं व्यक्तिगत चिप्स में काटे जाने से पहले पूर्ण वेफर पर की जाती हैं।
सफाई और सतह-कंडीशनिंग चरण समग्र निर्माण प्रवाह का एक महत्वपूर्ण हिस्सा हैं - कुछ निर्माण योजनाओं में प्रक्रिया चरणों का लगभग 20% - प्रक्रिया स्थिरता और अंतिम डिवाइस उपज दोनों के लिए वेफर सफाई के महत्व को उजागर करते हैं।
मूल रूप से आरसीए कॉर्पोरेशन द्वारा विकसित, आरसीए सफाई प्रक्रिया को सिलिकॉन वेफर सतहों से संदूषकों, विशेष रूप से कार्बनिक अवशेषों और कणों को हटाने के लिए डिज़ाइन किया गया था।
एक विशिष्ट आरसीए फॉर्मूलेशन में डीआयनीकृत पानी, हाइड्रोजन पेरोक्साइड और अमोनियम हाइड्रॉक्साइड का संयोजन उपयोग किया जाता है। सफाई रसायन शास्त्र कार्बनिक संदूषण को हटाने में अत्यधिक प्रभावी है, साथ ही सिलिकॉन सतह पर एक पतली ऑक्साइड परत भी बनाता है।
आधुनिक सेमीकंडक्टर निर्माण में, आरसीए प्रक्रिया को आमतौर पर दो प्राथमिक सफाई चरणों में विभाजित किया जाता है: स्टैंडर्ड क्लीन 1 (SC1) और स्टैंडर्ड क्लीन 2 (SC2) पर निर्भर करती है।
SC1 एक एपीएम समाधान का उपयोग करता है - आमतौर पर अमोनियम हाइड्रॉक्साइड, हाइड्रोजन पेरोक्साइड और पानी का मिश्रण। इसके प्राथमिक कार्य वेफर सतह से कार्बनिक अवशेषों और कण संदूषण को हटाना हैं।
SC1 सफाई के दौरान, वेफर सतह पर एक पतली सिलिकॉन डाइऑक्साइड परत बन सकती है। कुछ धात्विक संदूषक बने रह सकते हैं और बाद में अगले सफाई चरण के दौरान संबोधित किए जाते हैं।
SC2 एक एचपीएम समाधान का उपयोग करता है, जिसमें आमतौर पर हाइड्रोक्लोरिक एसिड, हाइड्रोजन पेरोक्साइड और डीआयनीकृत पानी होता है। यह चरण विशेष रूप से अवशिष्ट आयनिक और धात्विक संदूषकों को हटाने के लिए प्रभावी है, जिसमें SC1 प्रक्रिया के दौरान पेश किए गए या उजागर किए गए संदूषण शामिल हैं।
SC2 वेफर सतह को रासायनिक रूप से निष्क्रिय स्थिति में भी छोड़ सकता है, जिससे बाद के संदूषण का जोखिम कम हो जाता है।
साथ में, SC1 और SC2 एक अच्छी तरह से स्थापित सफाई अनुक्रम प्रदान करते हैं जो सिलिकॉन वेफर को बाद के निर्माण चरणों के लिए तैयार करता है।
पिराना क्लीनिंग, जिसे पिराना सॉल्यूशन क्लीन के रूप में भी जाना जाता है, का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है जब कार्बनिक संदूषण को आक्रामक रूप से हटाने की आवश्यकता होती है।
यह प्रक्रिया विशेष रूप से फोटोरेसिस्ट और अन्य जिद्दी कार्बनिक अवशेषों को वेफर सतहों से हटाने के लिए प्रभावी है।
एक सामान्य रूप से इस्तेमाल किया जाने वाला फॉर्मूलेशन तीन भाग सल्फ्यूरिक एसिड और एक भाग 30% हाइड्रोजन पेरोक्साइड से बना होता है, हालांकि कुछ प्रक्रिया व्यंजनों में उच्च सल्फ्यूरिक एसिड अनुपात का उपयोग किया जाता है, जैसे 4:1 या 7:1 पर निर्भर करती है।
यह मिश्रण एक शक्तिशाली ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में कार्य करता है। यह अधिकांश कार्बनिक पदार्थों को हटाता है और कई वेफर सतहों को हाइड्रॉक्सिलेट कर सकता है, जिससे वे अधिक हाइड्रोफिलिक और बाद की जलीय प्रसंस्करण के साथ संगत हो जाते हैं।
हालांकि, पिराना रसायन शास्त्र अत्यधिक संक्षारक और ऊष्माक्षेपी है, इसलिए समाधान को कसकर नियंत्रित प्रक्रिया स्थितियों के तहत तैयार और संभाला जाना चाहिए।
पिराना क्लीनिंग गर्म क्वार्ट्ज टैंकों में भी की जा सकती है, जहां तापमान और रासायनिक एकाग्रता दोनों सफाई और एचिंग व्यवहार पर सीधा प्रभाव डालते हैं।
इस कारण से, प्रक्रिया एकरूपता बनाए रखने के लिए रासायनिक एकाग्रता, तापमान, एक्सपोजर समय और उपकरण की स्थिति का सटीक नियंत्रण आवश्यक है।
प्री-डिफ्यूजन क्लीनिंग सिलिकॉन वेफर निर्माण में सबसे महत्वपूर्ण सफाई चरणों में से एक है।
यह सफाई चरण निर्माण के दौरान कई बार दोहराया जा सकता है और इसलिए महत्वपूर्ण उपकरण क्षमता और प्रक्रिया नियंत्रण की आवश्यकता होती है। यह आमतौर पर वेफर्स के डिफ्यूजन फर्नेस पर निर्भर करती है।
प्राथमिक उद्देश्य कण और धात्विक संदूषण को कम करना है, जबकि उच्च थ्रूपुट बनाए रखना और उत्कृष्ट एचिंग एकरूपता प्राप्त करना है।
संदूषण के प्रकार और एकाग्रता के आधार पर, आक्रामक सफाई रसायन शास्त्र का संयोजन उपयोग किया जा सकता है, जिसमें ऊपर वर्णित सफाई विधियों से जुड़े समाधान शामिल हैं।
प्री-डिफ्यूजन क्लीनिंग विशेष रूप से महत्वपूर्ण है क्योंकि वेफर सतह पर बने रहने वाले संदूषक उच्च तापमान डिफ्यूजन के दौरान सिलिकॉन में चले जा सकते हैं।
इस तरह के संदूषण के परिणामस्वरूप अप्रत्याशित विद्युत विशेषताएँ, डिवाइस दोष और कम सेमीकंडक्टर गुणवत्ता या उपज पर निर्भर करती है।
दूसरे शब्दों में, वेफर को उच्च तापमान डिफ्यूजन प्रक्रिया में प्रवेश करने से पहले असाधारण रूप से साफ होना चाहिए क्योंकि सफाई चरण से बचने वाला संदूषण बाद में एक बहुत गंभीर समस्या बन सकता है।
सेमीकंडक्टर निर्माण सुविधाओं और अनुसंधान प्रयोगशालाओं को अत्यंत सख्त संदूषण-नियंत्रण प्रक्रियाओं की आवश्यकता होती है। आवश्यक सतह स्वच्छता प्राप्त करने के लिए, निर्माता आमतौर पर यांत्रिक सफाई, गीले रासायनिक प्रक्रियाओं और उच्च-आवृत्ति मेगासोनिक क्लीनिंग पर निर्भर करती है।
मेगासोनिक क्लीनिंग सफाई स्नान के भीतर यांत्रिक प्रभाव और नियंत्रित कैविटेशन उत्पन्न करने के लिए उच्च-आवृत्ति ध्वनिक ऊर्जा का उपयोग करती है।
ये तंत्र सूक्ष्म बल उत्पन्न करते हैं जो आक्रामक यांत्रिक संपर्क पर पूरी तरह से निर्भर हुए बिना वेफर सतह से संदूषकों को हटाने में सक्षम होते हैं।
मेगासोनिक क्लीनिंग का एक प्रमुख लाभ यह है कि यह संदूषक फिल्मों और सबमाइक्रोन कणों दोनों को हटाने की क्षमता रखता है, जबकि संभावित रूप से महंगे या अत्यधिक आक्रामक रासायनिक उपचारों पर निर्भरता कम हो जाती है।
जैसे-जैसे डिवाइस के आयाम सिकुड़ते जा रहे हैं, वेफर-सतह की अखंडता को बनाए रखते हुए बहुत छोटे कणों को हटाने के लिए मेगासोनिक तकनीक तेजी से मूल्यवान हो जाती है।
ओजोन क्लीनिंग वेफर सतह की तैयारी और कार्बनिक संदूषण हटाने के लिए एक और उन्नत दृष्टिकोण है।
कुछ पारंपरिक सफाई विधियों की तुलना में, ओजोन-आधारित प्रक्रियाएं वेफर सतहों को साफ करने या स्ट्रिप करने का एक तेज और संभावित रूप से अधिक लागत प्रभावी तरीका प्रदान कर सकती हैं।
उन्नत ओजोन सफाई प्रणालियां महंगी रासायनिक अभिकर्मकों के उपयोग को कम कर सकती हैं, जबकि प्रक्रिया दक्षता में सुधार और पर्यावरण की दृष्टि से अवांछनीय अपशिष्ट धाराओं को कम कर सकती हैं।
एक विशिष्ट प्रक्रिया में, डीआयनीकृत (DI) पानी का उपयोग वेफर रिंसिंग और सुखाने के दौरान अकार्बनिक संदूषकों को हटाने के लिए किया जाता है, इससे पहले कि वेफर ओजोन उपचार कक्ष में प्रवेश करे।
ओजोन तब अवशिष्ट कार्बनिक पदार्थों के साथ प्रतिक्रिया करता है और उन्हें सरल उत्पादों में ऑक्सीकृत करता है, मुख्य रूप से कार्बन डाइऑक्साइड और पानी पर निर्भर करती है।
परिणाम एक वेफर सतह है जिसमें कणों, ट्रेस कार्बनिक संदूषण और अवशिष्ट नमी का स्तर काफी कम हो जाता है, जबकि एक स्थिर हाइड्रोफिलिक सतह की स्थिति बनी रहती है।
प्रभावी कार्बनिक हटाने, कम रासायनिक खपत और बेहतर पर्यावरणीय प्रदर्शन का यह संयोजन ओजोन क्लीनिंग को उन्नत वेफर-प्रोसेसिंग अनुप्रयोगों के लिए एक तेजी से आकर्षक विकल्प बनाता है।
वेफर क्लीनिंग को अक्सर एक सहायक प्रक्रिया के रूप में माना जाता है, लेकिन इसका प्रभाव पूरे सेमीकंडक्टर निर्माण चक्र में फैला हुआ है।
एक खराब नियंत्रित सफाई चरण सतह दोष पेश कर सकता है, कणों या धातुओं को पीछे छोड़ सकता है, सतह रसायन शास्त्र को बदल सकता है, या बाद की प्रक्रियाओं की स्थिरता को प्रभावित कर सकता है। जैसे-जैसे डिवाइस ज्यामिति छोटी होती जाती है, इन दोषों के लिए सहनशीलता तेजी से सीमित होती जाती है।
यही कारण है कि आधुनिक वेफर क्लीनिंग अब केवल वेफर को "साफ" करने के बारे में नहीं है।
यह सतह की अखंडता, प्रक्रिया एकरूपता और दोहराव को बनाए रखते हुए सटीक संदूषण नियंत्रण प्राप्त करने पर निर्भर करती है।
पारंपरिक आरसीए और पिराना क्लीनिंग से लेकर SC1/SC2, प्री-डिफ्यूजन क्लीनिंग, मेगासोनिक सिस्टम और ओजोन-आधारित प्रक्रियाओं तक, प्रत्येक तकनीक एक अलग संदूषण चुनौती का समाधान करती है।
सबसे प्रभावी वेफर-सफाई रणनीति अंततः संदूषक के प्रकार, वेफर सामग्री, प्रक्रिया चरण, सतह की स्थिति, रासायनिक संगतता, तापमान और आवश्यक स्वच्छता स्तर पर निर्भर करती है।
सेमीकंडक्टर और MEMS निर्माताओं के लिए, सही सफाई तकनीक का चयन करना - और उस प्रक्रिया के हर पैरामीटर को नियंत्रित करना - वेफर की गुणवत्ता बनाए रखने और लगातार उत्पादन उपज प्राप्त करने के लिए आवश्यक है।
The वेफर क्लीनिंग प्रक्रिया सेमीकंडक्टर और MEMS निर्माण का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है। निर्माण के हर चरण में, सिलिकॉन वेफर्स को कणों, कार्बनिक अवशेषों, धात्विक संदूषकों और अन्य अवांछित पदार्थों से मुक्त रखना चाहिए जो डिवाइस के प्रदर्शन और उपज को प्रभावित कर सकते हैं।
चुनौती केवल संदूषकों को हटाना नहीं है। सफाई प्रक्रिया को वेफर सतह या सब्सट्रेट को नुकसान पहुंचाए या बदले बिना पर निर्भर करती है।
वेफर क्लीनिंग का प्राथमिक उद्देश्य रासायनिक संदूषकों और कणों को हटाना है, जबकि वेफर सतह की अखंडता को बनाए रखना है।
सतह खुरदरापन, जंग और गड्ढों से मुक्त रहनी चाहिए। यहां तक कि मामूली सतह क्षति भी बाद की प्रक्रिया चरणों को प्रभावित कर सकती है और सफाई प्रक्रिया की प्रभावशीलता को कम कर सकती है।
वेफर की उपज दोष घनत्व से निकटता से जुड़ी हुई है, जिसमें सतह संदूषण और कणों की संख्या शामिल है। दोषों को कम करने और उपज में सुधार करने का सबसे प्रभावी तरीका कुशल वेफर-सफाई प्रक्रियाओं को लागू करना है जो लगातार संदूषकों को हटा सकें।
जैसे-जैसे सेमीकंडक्टर डिवाइस सिकुड़ते जा रहे हैं, तेजी से छोटे कणों को हटाना अधिक चुनौतीपूर्ण और अधिक महत्वपूर्ण हो गया है। सबमाइक्रोन कणों को खत्म करना विशेष रूप से कठिन हो सकता है क्योंकि कणों और वेफर सतह के बीच मजबूत इलेक्ट्रोस्टैटिक बल मौजूद हो सकते हैं।
यह निर्माण प्रक्रिया के दौरान सटीक सतह कंडीशनिंग और संदूषण नियंत्रण को आवश्यक बनाता है।
वेफर क्लीनिंग तकनीकें
वेफर क्लीनिंग में उपयोग की जाने वाली कई बुनियादी रसायन शास्त्र पिछले कुछ दशकों से मौलिक रूप से समान रही हैं। आरसीए क्लीनिंग प्रक्रिया, जो हाइड्रोजन पेरोक्साइड, अमोनियम हाइड्रॉक्साइड, हाइड्रोक्लोरिक एसिड और डीआयनीकृत पानी के संयोजन पर निर्भर करती है, एक व्यापक रूप से इस्तेमाल किया जाने वाला दृष्टिकोण बना हुआ है।
जो चीज महत्वपूर्ण रूप से विकसित हुई है, वह है इन रसायन शास्त्र को लागू करने और उन्हें नई सफाई तकनीकों के साथ संयोजित करने का तरीका, जिसमें ओजोन क्लीनिंग और मेगासोनिक क्लीनिंग पर निर्भर करती है।
आधुनिक एकीकृत-सर्किट निर्माण में डिवाइस आर्किटेक्चर और एप्लिकेशन के आधार पर बड़ी संख्या में अत्यधिक नियंत्रित प्रक्रिया चरण शामिल होते हैं। अधिकांश प्रक्रियाएं व्यक्तिगत चिप्स में काटे जाने से पहले पूर्ण वेफर पर की जाती हैं।
सफाई और सतह-कंडीशनिंग चरण समग्र निर्माण प्रवाह का एक महत्वपूर्ण हिस्सा हैं - कुछ निर्माण योजनाओं में प्रक्रिया चरणों का लगभग 20% - प्रक्रिया स्थिरता और अंतिम डिवाइस उपज दोनों के लिए वेफर सफाई के महत्व को उजागर करते हैं।
मूल रूप से आरसीए कॉर्पोरेशन द्वारा विकसित, आरसीए सफाई प्रक्रिया को सिलिकॉन वेफर सतहों से संदूषकों, विशेष रूप से कार्बनिक अवशेषों और कणों को हटाने के लिए डिज़ाइन किया गया था।
एक विशिष्ट आरसीए फॉर्मूलेशन में डीआयनीकृत पानी, हाइड्रोजन पेरोक्साइड और अमोनियम हाइड्रॉक्साइड का संयोजन उपयोग किया जाता है। सफाई रसायन शास्त्र कार्बनिक संदूषण को हटाने में अत्यधिक प्रभावी है, साथ ही सिलिकॉन सतह पर एक पतली ऑक्साइड परत भी बनाता है।
आधुनिक सेमीकंडक्टर निर्माण में, आरसीए प्रक्रिया को आमतौर पर दो प्राथमिक सफाई चरणों में विभाजित किया जाता है: स्टैंडर्ड क्लीन 1 (SC1) और स्टैंडर्ड क्लीन 2 (SC2) पर निर्भर करती है।
SC1 एक एपीएम समाधान का उपयोग करता है - आमतौर पर अमोनियम हाइड्रॉक्साइड, हाइड्रोजन पेरोक्साइड और पानी का मिश्रण। इसके प्राथमिक कार्य वेफर सतह से कार्बनिक अवशेषों और कण संदूषण को हटाना हैं।
SC1 सफाई के दौरान, वेफर सतह पर एक पतली सिलिकॉन डाइऑक्साइड परत बन सकती है। कुछ धात्विक संदूषक बने रह सकते हैं और बाद में अगले सफाई चरण के दौरान संबोधित किए जाते हैं।
SC2 एक एचपीएम समाधान का उपयोग करता है, जिसमें आमतौर पर हाइड्रोक्लोरिक एसिड, हाइड्रोजन पेरोक्साइड और डीआयनीकृत पानी होता है। यह चरण विशेष रूप से अवशिष्ट आयनिक और धात्विक संदूषकों को हटाने के लिए प्रभावी है, जिसमें SC1 प्रक्रिया के दौरान पेश किए गए या उजागर किए गए संदूषण शामिल हैं।
SC2 वेफर सतह को रासायनिक रूप से निष्क्रिय स्थिति में भी छोड़ सकता है, जिससे बाद के संदूषण का जोखिम कम हो जाता है।
साथ में, SC1 और SC2 एक अच्छी तरह से स्थापित सफाई अनुक्रम प्रदान करते हैं जो सिलिकॉन वेफर को बाद के निर्माण चरणों के लिए तैयार करता है।
पिराना क्लीनिंग, जिसे पिराना सॉल्यूशन क्लीन के रूप में भी जाना जाता है, का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है जब कार्बनिक संदूषण को आक्रामक रूप से हटाने की आवश्यकता होती है।
यह प्रक्रिया विशेष रूप से फोटोरेसिस्ट और अन्य जिद्दी कार्बनिक अवशेषों को वेफर सतहों से हटाने के लिए प्रभावी है।
एक सामान्य रूप से इस्तेमाल किया जाने वाला फॉर्मूलेशन तीन भाग सल्फ्यूरिक एसिड और एक भाग 30% हाइड्रोजन पेरोक्साइड से बना होता है, हालांकि कुछ प्रक्रिया व्यंजनों में उच्च सल्फ्यूरिक एसिड अनुपात का उपयोग किया जाता है, जैसे 4:1 या 7:1 पर निर्भर करती है।
यह मिश्रण एक शक्तिशाली ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में कार्य करता है। यह अधिकांश कार्बनिक पदार्थों को हटाता है और कई वेफर सतहों को हाइड्रॉक्सिलेट कर सकता है, जिससे वे अधिक हाइड्रोफिलिक और बाद की जलीय प्रसंस्करण के साथ संगत हो जाते हैं।
हालांकि, पिराना रसायन शास्त्र अत्यधिक संक्षारक और ऊष्माक्षेपी है, इसलिए समाधान को कसकर नियंत्रित प्रक्रिया स्थितियों के तहत तैयार और संभाला जाना चाहिए।
पिराना क्लीनिंग गर्म क्वार्ट्ज टैंकों में भी की जा सकती है, जहां तापमान और रासायनिक एकाग्रता दोनों सफाई और एचिंग व्यवहार पर सीधा प्रभाव डालते हैं।
इस कारण से, प्रक्रिया एकरूपता बनाए रखने के लिए रासायनिक एकाग्रता, तापमान, एक्सपोजर समय और उपकरण की स्थिति का सटीक नियंत्रण आवश्यक है।
प्री-डिफ्यूजन क्लीनिंग सिलिकॉन वेफर निर्माण में सबसे महत्वपूर्ण सफाई चरणों में से एक है।
यह सफाई चरण निर्माण के दौरान कई बार दोहराया जा सकता है और इसलिए महत्वपूर्ण उपकरण क्षमता और प्रक्रिया नियंत्रण की आवश्यकता होती है। यह आमतौर पर वेफर्स के डिफ्यूजन फर्नेस पर निर्भर करती है।
प्राथमिक उद्देश्य कण और धात्विक संदूषण को कम करना है, जबकि उच्च थ्रूपुट बनाए रखना और उत्कृष्ट एचिंग एकरूपता प्राप्त करना है।
संदूषण के प्रकार और एकाग्रता के आधार पर, आक्रामक सफाई रसायन शास्त्र का संयोजन उपयोग किया जा सकता है, जिसमें ऊपर वर्णित सफाई विधियों से जुड़े समाधान शामिल हैं।
प्री-डिफ्यूजन क्लीनिंग विशेष रूप से महत्वपूर्ण है क्योंकि वेफर सतह पर बने रहने वाले संदूषक उच्च तापमान डिफ्यूजन के दौरान सिलिकॉन में चले जा सकते हैं।
इस तरह के संदूषण के परिणामस्वरूप अप्रत्याशित विद्युत विशेषताएँ, डिवाइस दोष और कम सेमीकंडक्टर गुणवत्ता या उपज पर निर्भर करती है।
दूसरे शब्दों में, वेफर को उच्च तापमान डिफ्यूजन प्रक्रिया में प्रवेश करने से पहले असाधारण रूप से साफ होना चाहिए क्योंकि सफाई चरण से बचने वाला संदूषण बाद में एक बहुत गंभीर समस्या बन सकता है।
सेमीकंडक्टर निर्माण सुविधाओं और अनुसंधान प्रयोगशालाओं को अत्यंत सख्त संदूषण-नियंत्रण प्रक्रियाओं की आवश्यकता होती है। आवश्यक सतह स्वच्छता प्राप्त करने के लिए, निर्माता आमतौर पर यांत्रिक सफाई, गीले रासायनिक प्रक्रियाओं और उच्च-आवृत्ति मेगासोनिक क्लीनिंग पर निर्भर करती है।
मेगासोनिक क्लीनिंग सफाई स्नान के भीतर यांत्रिक प्रभाव और नियंत्रित कैविटेशन उत्पन्न करने के लिए उच्च-आवृत्ति ध्वनिक ऊर्जा का उपयोग करती है।
ये तंत्र सूक्ष्म बल उत्पन्न करते हैं जो आक्रामक यांत्रिक संपर्क पर पूरी तरह से निर्भर हुए बिना वेफर सतह से संदूषकों को हटाने में सक्षम होते हैं।
मेगासोनिक क्लीनिंग का एक प्रमुख लाभ यह है कि यह संदूषक फिल्मों और सबमाइक्रोन कणों दोनों को हटाने की क्षमता रखता है, जबकि संभावित रूप से महंगे या अत्यधिक आक्रामक रासायनिक उपचारों पर निर्भरता कम हो जाती है।
जैसे-जैसे डिवाइस के आयाम सिकुड़ते जा रहे हैं, वेफर-सतह की अखंडता को बनाए रखते हुए बहुत छोटे कणों को हटाने के लिए मेगासोनिक तकनीक तेजी से मूल्यवान हो जाती है।
ओजोन क्लीनिंग वेफर सतह की तैयारी और कार्बनिक संदूषण हटाने के लिए एक और उन्नत दृष्टिकोण है।
कुछ पारंपरिक सफाई विधियों की तुलना में, ओजोन-आधारित प्रक्रियाएं वेफर सतहों को साफ करने या स्ट्रिप करने का एक तेज और संभावित रूप से अधिक लागत प्रभावी तरीका प्रदान कर सकती हैं।
उन्नत ओजोन सफाई प्रणालियां महंगी रासायनिक अभिकर्मकों के उपयोग को कम कर सकती हैं, जबकि प्रक्रिया दक्षता में सुधार और पर्यावरण की दृष्टि से अवांछनीय अपशिष्ट धाराओं को कम कर सकती हैं।
एक विशिष्ट प्रक्रिया में, डीआयनीकृत (DI) पानी का उपयोग वेफर रिंसिंग और सुखाने के दौरान अकार्बनिक संदूषकों को हटाने के लिए किया जाता है, इससे पहले कि वेफर ओजोन उपचार कक्ष में प्रवेश करे।
ओजोन तब अवशिष्ट कार्बनिक पदार्थों के साथ प्रतिक्रिया करता है और उन्हें सरल उत्पादों में ऑक्सीकृत करता है, मुख्य रूप से कार्बन डाइऑक्साइड और पानी पर निर्भर करती है।
परिणाम एक वेफर सतह है जिसमें कणों, ट्रेस कार्बनिक संदूषण और अवशिष्ट नमी का स्तर काफी कम हो जाता है, जबकि एक स्थिर हाइड्रोफिलिक सतह की स्थिति बनी रहती है।
प्रभावी कार्बनिक हटाने, कम रासायनिक खपत और बेहतर पर्यावरणीय प्रदर्शन का यह संयोजन ओजोन क्लीनिंग को उन्नत वेफर-प्रोसेसिंग अनुप्रयोगों के लिए एक तेजी से आकर्षक विकल्प बनाता है।
वेफर क्लीनिंग को अक्सर एक सहायक प्रक्रिया के रूप में माना जाता है, लेकिन इसका प्रभाव पूरे सेमीकंडक्टर निर्माण चक्र में फैला हुआ है।
एक खराब नियंत्रित सफाई चरण सतह दोष पेश कर सकता है, कणों या धातुओं को पीछे छोड़ सकता है, सतह रसायन शास्त्र को बदल सकता है, या बाद की प्रक्रियाओं की स्थिरता को प्रभावित कर सकता है। जैसे-जैसे डिवाइस ज्यामिति छोटी होती जाती है, इन दोषों के लिए सहनशीलता तेजी से सीमित होती जाती है।
यही कारण है कि आधुनिक वेफर क्लीनिंग अब केवल वेफर को "साफ" करने के बारे में नहीं है।
यह सतह की अखंडता, प्रक्रिया एकरूपता और दोहराव को बनाए रखते हुए सटीक संदूषण नियंत्रण प्राप्त करने पर निर्भर करती है।
पारंपरिक आरसीए और पिराना क्लीनिंग से लेकर SC1/SC2, प्री-डिफ्यूजन क्लीनिंग, मेगासोनिक सिस्टम और ओजोन-आधारित प्रक्रियाओं तक, प्रत्येक तकनीक एक अलग संदूषण चुनौती का समाधान करती है।
सबसे प्रभावी वेफर-सफाई रणनीति अंततः संदूषक के प्रकार, वेफर सामग्री, प्रक्रिया चरण, सतह की स्थिति, रासायनिक संगतता, तापमान और आवश्यक स्वच्छता स्तर पर निर्भर करती है।
सेमीकंडक्टर और MEMS निर्माताओं के लिए, सही सफाई तकनीक का चयन करना - और उस प्रक्रिया के हर पैरामीटर को नियंत्रित करना - वेफर की गुणवत्ता बनाए रखने और लगातार उत्पादन उपज प्राप्त करने के लिए आवश्यक है।
english
français
Deutsch
Italiano
Русский
Español
português
Nederlandse
ελληνικά
日本語
한국
العربية
हिन्दी
Türkçe
indonesia
tiếng Việt
ไทย
বাংলা
فارسی
polski