فناوری‌های تمیز کردن ویفر و مستندات فنی

فهرست مطالب

۱. اهداف اصلی و اهمیت تمیز کردن ویفر

۲. ارزیابی آلودگی و تکنیک‌های پیشرفته تحلیلی

۳. روش‌های پیشرفته تمیز کردن و اصول فنی

۴. ملزومات پیاده‌سازی فنی و کنترل فرآیند

۵. روندهای آینده و مسیرهای نوآورانه

۶. اکوسیستم خدمات و راهکارهای جامع XKH

تمیز کردن ویفر یک فرآیند حیاتی در تولید نیمه‌هادی است، زیرا حتی آلودگی‌های در سطح اتمی می‌توانند عملکرد یا بازده دستگاه را کاهش دهند. فرآیند تمیز کردن معمولاً شامل چندین مرحله برای حذف آلودگی‌های مختلف مانند بقایای آلی، ناخالصی‌های فلزی، ذرات و اکسیدهای بومی است.

۱. اهداف تمیز کردن ویفر

• آلاینده‌های آلی (مثلاً بقایای مواد مقاوم در برابر نور، اثر انگشت) را حذف کنید.
• ناخالصی های فلزی (مانند آهن، مس، نیکل) را از بین ببرید.
• آلودگی ذرات (مانند گرد و غبار، قطعات سیلیکون) را از بین ببرید.
• اکسیدهای طبیعی را حذف کنید (مثلاً لایه‌های SiO₂ که در اثر قرار گرفتن در معرض هوا تشکیل می‌شوند).

۲. اهمیت تمیز کردن دقیق ویفر

• بازده بالای فرآیند و عملکرد دستگاه را تضمین می‌کند.
• میزان نقص‌ها و ضایعات ویفر را کاهش می‌دهد.
• کیفیت و یکنواختی سطح را بهبود می‌بخشد.

قبل از تمیزکاری فشرده، ارزیابی آلودگی سطح موجود ضروری است. درک نوع، توزیع اندازه و چیدمان فضایی آلاینده‌ها روی سطح ویفر، شیمی تمیزکاری و انرژی مکانیکی ورودی را بهینه می‌کند.

۳. تکنیک‌های تحلیلی پیشرفته برای ارزیابی آلودگی

۳.۱ آنالیز ذرات سطحی

• شمارنده‌های ذرات تخصصی از پراکندگی لیزر یا بینایی کامپیوتر برای شمارش، اندازه‌گیری و نقشه‌برداری از بقایای سطحی استفاده می‌کنند.
• شدت پراکندگی نور با اندازه ذرات به کوچکی ده‌ها نانومتر و چگالی‌هایی به کوچکی ۰.۱ ذره بر سانتی‌متر مربع همبستگی دارد.
• کالیبراسیون با استانداردها، قابلیت اطمینان سخت‌افزار را تضمین می‌کند. اسکن‌های قبل و بعد از تمیز کردن، راندمان حذف را تأیید می‌کنند و باعث بهبود فرآیند می‌شوند.

۳.۲ آنالیز عنصری سطح

• تکنیک‌های حساس به سطح، ترکیب عنصری را شناسایی می‌کنند.
• طیف‌سنجی فوتوالکترون اشعه ایکس (XPS/ESCA): با تابش اشعه ایکس به ویفر و اندازه‌گیری الکترون‌های ساطع‌شده، حالت‌های شیمیایی سطح را تجزیه و تحلیل می‌کند.
• طیف‌سنجی نشر نوری با تخلیه تابشی (GD-OES): لایه‌های سطحی فوق‌العاده نازک را به صورت متوالی پراکنده می‌کند و همزمان طیف‌های ساطع شده را تجزیه و تحلیل می‌کند تا ترکیب عناصر وابسته به عمق را تعیین کند.
• محدودیت‌های تشخیص به قسمت در میلیون (ppm) می‌رسد و انتخاب بهینه مواد شیمیایی برای تمیز کردن را هدایت می‌کند.

۳.۳ تجزیه و تحلیل آلودگی مورفولوژیکی

• میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM): تصاویر با وضوح بالا را برای آشکار کردن شکل و نسبت ابعاد آلاینده‌ها ثبت می‌کند و مکانیسم‌های چسبندگی (شیمیایی در مقابل مکانیکی) را نشان می‌دهد.
• میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM): توپوگرافی نانومقیاس را برای تعیین کمیت ارتفاع ذرات و خواص مکانیکی ترسیم می‌کند.
• فرزکاری پرتو یونی متمرکز (FIB) + میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM): نمای داخلی آلاینده‌های مدفون را فراهم می‌کند.

۴. روش‌های پیشرفته تمیز کردن

در حالی که تمیز کردن با حلال به طور مؤثر آلاینده‌های آلی را از بین می‌برد، برای ذرات معدنی، باقیمانده‌های فلزی و آلاینده‌های یونی به تکنیک‌های پیشرفته دیگری نیاز است:

‎‏‎ ‎‏ ...

۴.۱ تمیز کردن RCA

• این روش که توسط آزمایشگاه‌های RCA توسعه داده شده است، از یک فرآیند دو حمامه برای حذف آلاینده‌های قطبی استفاده می‌کند.
• SC-1 (استاندارد تمیز-1): آلاینده‌ها و ذرات آلی را با استفاده از مخلوطی از NH₄OH، H₂O₂ و H₂O (به عنوان مثال، نسبت 1:1:5 در دمای حدود 20 درجه سانتیگراد) حذف می‌کند. یک لایه نازک دی اکسید سیلیکون تشکیل می‌دهد.
• SC-2 (استاندارد کلین-2): ناخالصی‌های فلزی را با استفاده از HCl، H₂O₂ و H₂O (به عنوان مثال، نسبت 1:1:6 در دمای حدود 80 درجه سانتیگراد) از بین می‌برد. سطحی غیرفعال باقی می‌گذارد.
• بین تمیزی و محافظت از سطح تعادل برقرار می‌کند.

‎‏‎ ‎‏ ...

۴.۲ تصفیه با ازن

• ویفرها را در آب دیونیزه اشباع شده با ازن (O₃/H₂O) غوطه‌ور می‌کند.
• به طور موثر مواد آلی را بدون آسیب رساندن به ویفر اکسید و حذف می‌کند و یک سطح غیرفعال شیمیایی بر جای می‌گذارد.

‎‏‎ ‎‏ ...

۴.۳ تمیز کردن مگاسونیک‎‏‎ ‎‏ ...

• از انرژی فراصوت با فرکانس بالا (معمولاً ۷۵۰ تا ۹۰۰ کیلوهرتز) همراه با محلول‌های تمیزکننده استفاده می‌کند.
• حباب‌های کاویتاسیون ایجاد می‌کند که آلاینده‌ها را از بین می‌برند. در هندسه‌های پیچیده نفوذ می‌کند و در عین حال آسیب به ساختارهای ظریف را به حداقل می‌رساند.

۴.۴ تمیز کردن برودتی

• ویفرها را به سرعت تا دماهای کرایوژنیک خنک می‌کند و آلاینده‌ها را شکننده می‌کند.
• شستشوی بعدی یا برس زدن ملایم، ذرات سست شده را از بین می‌برد. از آلودگی مجدد و انتشار به سطح جلوگیری می‌کند.
• فرآیند سریع و خشک با حداقل استفاده از مواد شیمیایی.

نتیجه‌گیری:
XKH به عنوان یک ارائه دهنده پیشرو در زمینه راهکارهای نیمه هادی در زنجیره کامل، با نوآوری‌های تکنولوژیکی و نیازهای مشتری برای ارائه یک اکوسیستم خدمات جامع شامل تامین تجهیزات پیشرفته، ساخت ویفر و تمیزکاری دقیق، هدایت می‌شود. ما نه تنها تجهیزات نیمه هادی شناخته شده بین المللی (مانند ماشین‌های لیتوگرافی، سیستم‌های اچینگ) را با راهکارهای سفارشی ارائه می‌دهیم، بلکه در فناوری‌های اختصاصی پیشگام هستیم - از جمله تمیزکاری RCA، تصفیه ازن و تمیزکاری مگاسونیک - تا از تمیزی در سطح اتمی برای تولید ویفر اطمینان حاصل کنیم و به طور قابل توجهی بازده مشتری و راندمان تولید را افزایش دهیم. ما با بهره‌گیری از تیم‌های واکنش سریع محلی و شبکه‌های خدمات هوشمند، پشتیبانی جامعی را از نصب تجهیزات و بهینه‌سازی فرآیند گرفته تا نگهداری پیش‌بینانه ارائه می‌دهیم و به مشتریان این امکان را می‌دهیم تا بر چالش‌های فنی غلبه کنند و به سمت دقت بالاتر و توسعه نیمه هادی پایدار پیش بروند. ما را برای یک هم افزایی دوگانه از تخصص فنی و ارزش تجاری انتخاب کنید.