ເຕັກໂນໂລຊີການເຮັດຄວາມສະອາດແຜ່ນເວເຟີໃນການຜະລິດເຄື່ອງເຄິ່ງຕົວນຳ

ເຕັກໂນໂລຊີການເຮັດຄວາມສະອາດແຜ່ນເວເຟີໃນການຜະລິດເຄື່ອງເຄິ່ງຕົວນຳ

ການເຮັດຄວາມສະອາດແຜ່ນເວເຟີເປັນຂັ້ນຕອນທີ່ສຳຄັນຕະຫຼອດຂະບວນການຜະລິດເຄິ່ງຕົວນຳທັງໝົດ ແລະ ເປັນໜຶ່ງໃນປັດໃຈສຳຄັນທີ່ສົ່ງຜົນກະທົບໂດຍກົງຕໍ່ປະສິດທິພາບຂອງອຸປະກອນ ແລະ ຜົນຜະລິດ. ໃນລະຫວ່າງການຜະລິດຊິບ, ເຖິງແມ່ນວ່າການປົນເປື້ອນເລັກນ້ອຍທີ່ສຸດກໍສາມາດເຮັດໃຫ້ຄຸນລັກສະນະຂອງອຸປະກອນຫຼຸດລົງ ຫຼື ເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມລົ້ມເຫຼວທັງໝົດ. ດັ່ງນັ້ນ, ຂະບວນການເຮັດຄວາມສະອາດຈຶ່ງຖືກນຳໃຊ້ກ່ອນ ແລະ ຫຼັງເກືອບທຸກຂັ້ນຕອນການຜະລິດເພື່ອກຳຈັດສິ່ງປົນເປື້ອນເທິງໜ້າດິນ ແລະ ຮັບປະກັນຄວາມສະອາດຂອງແຜ່ນເວເຟີ. ການເຮັດຄວາມສະອາດຍັງເປັນການດຳເນີນງານທີ່ພົບເລື້ອຍທີ່ສຸດໃນການຜະລິດເຄິ່ງຕົວນຳ, ເຊິ່ງກວມເອົາປະມານ30% ຂອງຂັ້ນຕອນຂະບວນການທັງໝົດ.

ດ້ວຍການຂະຫຍາຍຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງຂອງການເຊື່ອມໂຍງຂະໜາດໃຫຍ່ຫຼາຍ (VLSI), ໂຫນດຂະບວນການໄດ້ກ້າວໄປສູ່28 nm, 14 nm, ແລະ ຫຼາຍກວ່ານັ້ນ, ຂັບເຄື່ອນຄວາມໜາແໜ້ນຂອງອຸປະກອນທີ່ສູງຂຶ້ນ, ຄວາມກວ້າງຂອງເສັ້ນທີ່ແຄບລົງ, ແລະ ການໄຫຼຂອງຂະບວນການທີ່ສັບສົນເພີ່ມຂຶ້ນ. ໂຫນດທີ່ກ້າວໜ້າມີຄວາມອ່ອນໄຫວຕໍ່ການປົນເປື້ອນຫຼາຍຂຶ້ນຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ, ໃນຂະນະທີ່ຂະໜາດຂອງຄຸນສົມບັດທີ່ນ້ອຍກວ່າເຮັດໃຫ້ການເຮັດຄວາມສະອາດມີຄວາມຫຍຸ້ງຍາກຫຼາຍຂຶ້ນ. ດັ່ງນັ້ນ, ຈຳນວນຂັ້ນຕອນການເຮັດຄວາມສະອາດຍັງສືບຕໍ່ເພີ່ມຂຶ້ນ, ແລະການເຮັດຄວາມສະອາດໄດ້ກາຍເປັນສັບສົນຫຼາຍຂຶ້ນ, ສຳຄັນຫຼາຍຂຶ້ນ, ແລະ ທ້າທາຍຫຼາຍຂຶ້ນ. ຕົວຢ່າງ, ຊິບ 90 nm ໂດຍປົກກະຕິແລ້ວຕ້ອງການປະມານ90 ຂັ້ນຕອນໃນການທຳຄວາມສະອາດໃນຂະນະທີ່ຊິບ 20 nm ຕ້ອງການປະມານ215 ຂັ້ນຕອນໃນການທຳຄວາມສະອາດໃນຂະນະທີ່ການຜະລິດກ້າວໄປສູ່ໂຫນດ 14 nm, 10 nm, ແລະໂຫນດຂະໜາດນ້ອຍກວ່າ, ຈຳນວນການດຳເນີນງານທຳຄວາມສະອາດຈະສືບຕໍ່ເພີ່ມຂຶ້ນ.

ໂດຍເນື້ອແທ້ແລ້ວ,ການເຮັດຄວາມສະອາດແຜ່ນເວເຟີ ໝາຍເຖິງຂະບວນການທີ່ໃຊ້ການປິ່ນປົວດ້ວຍທາງເຄມີ, ອາຍແກັສ, ຫຼືວິທີການທາງກາຍະພາບເພື່ອ ກຳ ຈັດສິ່ງສົກກະປົກອອກຈາກພື້ນຜິວແຜ່ນເວເຟີ. ສິ່ງປົນເປື້ອນເຊັ່ນ: ອະນຸພາກ, ໂລຫະ, ສິ່ງເສດເຫຼືອອິນຊີ, ແລະ ອົກໄຊດ໌ພື້ນເມືອງສາມາດສົ່ງຜົນກະທົບທາງລົບຕໍ່ປະສິດທິພາບ, ຄວາມໜ້າເຊື່ອຖື, ແລະ ຜົນຜະລິດຂອງອຸປະກອນ. ການທຳຄວາມສະອາດເປັນ "ຂົວ" ລະຫວ່າງຂັ້ນຕອນການຜະລິດຕິດຕໍ່ກັນ - ຕົວຢ່າງ, ກ່ອນການວາງຊັ້ນ ແລະ ການພິມດ້ວຍຫີນ, ຫຼື ຫຼັງຈາກການແກະສະຫຼັກ, CMP (ການຂັດເງົາທາງເຄມີ ແລະ ກົນຈັກ), ແລະ ການຝັງໄອອອນ. ໂດຍທົ່ວໄປ, ການທຳຄວາມສະອາດແຜ່ນແພສາມາດແບ່ງອອກເປັນການເຮັດຄວາມສະອາດແບບປຽກແລະຊັກແຫ້ງ.

ການເຮັດຄວາມສະອາດແບບປຽກ

ການເຮັດຄວາມສະອາດແບບປຽກໃຊ້ຕົວລະລາຍເຄມີ ຫຼື ນ້ຳທີ່ບໍ່ມີໄອອອນ (DIW) ເພື່ອເຮັດຄວາມສະອາດແຜ່ນເວເຟີ. ມີສອງວິທີການຫຼັກທີ່ນຳໃຊ້ຄື:

• ວິທີການຈຸ່ມ: ເວເຟີຖືກຈຸ່ມຢູ່ໃນຖັງທີ່ເຕັມໄປດ້ວຍຕົວລະລາຍ ຫຼື DIW. ນີ້ແມ່ນວິທີການທີ່ໃຊ້ກັນຢ່າງກວ້າງຂວາງທີ່ສຸດ, ໂດຍສະເພາະສຳລັບໂຫນດເຕັກໂນໂລຊີທີ່ເຕີບໃຫຍ່ເຕັມທີ່.

• ວິທີການສີດພົ່ນ: ຕົວລະລາຍ ຫຼື DIW ຖືກສີດໃສ່ແຜ່ນແພທີ່ໝູນວຽນເພື່ອກຳຈັດສິ່ງເຈືອປົນ. ໃນຂະນະທີ່ການຈຸ່ມລົງໃນນ້ຳຊ່ວຍໃຫ້ການປຸງແຕ່ງແຜ່ນແພຫຼາຍແຜ່ນເປັນຊຸດ, ການທຳຄວາມສະອາດແບບສີດຈະຈັດການແຜ່ນແພພຽງແຜ່ນແພໜຶ່ງແຜ່ນຕໍ່ຫ້ອງແຕ່ໃຫ້ການຄວບຄຸມທີ່ດີກວ່າ, ເຮັດໃຫ້ມັນພົບເລື້ອຍຂຶ້ນໃນໂຫນດຂັ້ນສູງ.

ຊັກແຫ້ງ

ດັ່ງທີ່ຊື່ໄດ້ແນະນຳ, ການຊັກແຫ້ງຫຼີກລ່ຽງຕົວລະລາຍ ຫຼື DIW, ແທນທີ່ຈະໃຊ້ອາຍແກັສ ຫຼື ພລາສມາເພື່ອກຳຈັດສິ່ງປົນເປື້ອນ. ດ້ວຍການຊຸກຍູ້ໄປສູ່ຈຸດທີ່ກ້າວໜ້າ, ການຊັກແຫ້ງກຳລັງໄດ້ຮັບຄວາມສຳຄັນຍ້ອນມັນຄວາມແມ່ນຍໍາສູງແລະ ປະສິດທິພາບຕໍ່ກັບສານອິນຊີ, ໄນໄຕຣດ ແລະ ອົກໄຊດ໌. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ມັນຕ້ອງການການລົງທຶນໃນອຸປະກອນທີ່ສູງຂຶ້ນ, ການດຳເນີນງານທີ່ສັບສົນຫຼາຍຂຶ້ນ, ແລະ ການຄວບຄຸມຂະບວນການທີ່ເຂັ້ມງວດຂຶ້ນຂໍ້ໄດ້ປຽບອີກອັນໜຶ່ງແມ່ນການທຳຄວາມສະອາດແບບແຫ້ງຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນປະລິມານນ້ຳເສຍທີ່ເກີດຈາກວິທີການປຽກ.

ເຕັກນິກການເຮັດຄວາມສະອາດປຽກທົ່ວໄປ

1. ການເຮັດຄວາມສະອາດດ້ວຍນໍ້າບໍລິສຸດ (DIW)

DIW ເປັນນໍ້າຢາທໍາຄວາມສະອາດທີ່ໃຊ້ກັນຢ່າງກວ້າງຂວາງທີ່ສຸດໃນການທໍາຄວາມສະອາດແບບປຽກ. ບໍ່ເຫມືອນກັບນໍ້າທີ່ບໍ່ໄດ້ຮັບການປິ່ນປົວ, DIW ເກືອບບໍ່ມີໄອອອນທີ່ນໍາໄຟຟ້າ, ປ້ອງກັນການກັດກ່ອນ, ປະຕິກິລິຍາທາງໄຟຟ້າເຄມີ, ຫຼື ການເສື່ອມສະພາບຂອງອຸປະກອນ. DIW ສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນໃຊ້ໃນສອງວິທີຄື:

1. ການເຮັດຄວາມສະອາດພື້ນຜິວຂອງແຜ່ນເວເຟີໂດຍກົງ- ໂດຍປົກກະຕິແລ້ວຈະປະຕິບັດໃນຮູບແບບແຜ່ນດຽວດ້ວຍລູກກິ້ງ, ແປງ, ຫຼື ຫົວສີດໃນລະຫວ່າງການໝຸນແຜ່ນ. ສິ່ງທ້າທາຍແມ່ນການສະສົມຂອງປະຈຸໄຟຟ້າສະຖິດ, ເຊິ່ງອາດຈະເຮັດໃຫ້ເກີດຂໍ້ບົກຜ່ອງ. ເພື່ອຫຼຸດຜ່ອນສິ່ງນີ້, CO₂ (ແລະບາງຄັ້ງ NH₃) ຈະຖືກລະລາຍເຂົ້າໄປໃນ DIW ເພື່ອປັບປຸງຄວາມນຳໄຟຟ້າໂດຍບໍ່ປົນເປື້ອນແຜ່ນ.

2. ລ້າງອອກຫຼັງຈາກເຮັດຄວາມສະອາດດ້ວຍສານເຄມີ– DIW ກຳຈັດນ້ຳຢາທຳຄວາມສະອາດທີ່ຍັງເຫຼືອ ເຊິ່ງອາດຈະເຮັດໃຫ້ແຜ່ນແພກັດກ່ອນ ຫຼື ຫຼຸດປະສິດທິພາບຂອງອຸປະກອນ ຖ້າປະໄວ້ເທິງໜ້າຜິວ.

2. ການເຮັດຄວາມສະອາດ HF (ກົດໄຮໂດຣຟລູອໍຣິກ)

HF ເປັນສານເຄມີທີ່ມີປະສິດທິພາບທີ່ສຸດສຳລັບການກຳຈັດຊັ້ນອົກໄຊດ໌ພື້ນເມືອງ (SiO₂)ໃນແຜ່ນຊິລິໂຄນ ແລະ ມີຄວາມສຳຄັນເປັນອັນດັບສອງຮອງຈາກ DIW. ມັນຍັງລະລາຍໂລຫະທີ່ຕິດຢູ່ ແລະ ສະກັດກັ້ນການຜຸພັງຄືນໃໝ່. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ການແກະສະຫຼັກ HF ສາມາດເຮັດໃຫ້ໜ້າຜິວແຜ່ນຫຍາບ ແລະ ໂຈມຕີໂລຫະບາງຊະນິດໂດຍບໍ່ຈຳເປັນ. ເພື່ອແກ້ໄຂບັນຫາເຫຼົ່ານີ້, ວິທີການທີ່ໄດ້ຮັບການປັບປຸງໃຫ້ດີຂຶ້ນຈະເຮັດໃຫ້ HF ເຈືອຈາງ, ເພີ່ມສານອົກຊີເຈນ, ສານຊັກລ້າງ, ຫຼື ຕົວແທນທີ່ເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມຊັບຊ້ອນເພື່ອເພີ່ມການເລືອກເຟັ້ນ ແລະ ຫຼຸດຜ່ອນການປົນເປື້ອນ.

3. ການເຮັດຄວາມສະອາດ SC1 (ການເຮັດຄວາມສະອາດມາດຕະຖານ 1: NH₄OH + H₂O₂ + H₂O)

SC1 ເປັນວິທີການທີ່ມີປະສິດທິພາບດ້ານຄ່າໃຊ້ຈ່າຍ ແລະ ມີປະສິດທິພາບສູງໃນການກຳຈັດສານຕົກຄ້າງອິນຊີ, ອະນຸພາກ, ແລະ ໂລຫະບາງຊະນິດກົນໄກດັ່ງກ່າວລວມເອົາການກະທຳຜຸພັງຂອງ H₂O₂ ແລະ ຜົນກະທົບການລະລາຍຂອງ NH₄OH. ມັນຍັງຂັບໄລ່ອະນຸພາກຜ່ານກຳລັງໄຟຟ້າສະຖິດ, ແລະ ການຊ່ວຍເຫຼືອດ້ວຍຄື້ນສຽງ/ເມກາໂຊນິກຊ່ວຍປັບປຸງປະສິດທິພາບຕື່ມອີກ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, SC1 ສາມາດເຮັດໃຫ້ພື້ນຜິວແຜ່ນແພຫຍາບ, ເຊິ່ງຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີການເພີ່ມປະສິດທິພາບຢ່າງລະມັດລະວັງຂອງອັດຕາສ່ວນທາງເຄມີ, ການຄວບຄຸມຄວາມຕຶງຜິວ (ຜ່ານສານເຄມີທີ່ເຮັດໜ້າທີ່ເປັນສານເຄມີ), ແລະ ຕົວແທນຄີເລຕິງເພື່ອສະກັດກັ້ນການຕົກຕະກອນຂອງໂລຫະຄືນໃໝ່.

4. ການເຮັດຄວາມສະອາດ SC2 (ການເຮັດຄວາມສະອາດມາດຕະຖານ 2: HCl + H₂O₂ + H₂O)

SC2 ເສີມ SC1 ໂດຍການກຳຈັດມົນລະພິດໂລຫະຄວາມສາມາດໃນການສ້າງຄວາມຊັບຊ້ອນທີ່ເຂັ້ມແຂງຂອງມັນປ່ຽນໂລຫະທີ່ຖືກອົກຊີເຈນໃຫ້ເປັນເກືອທີ່ລະລາຍ ຫຼື ສະລັບສັບຊ້ອນ, ເຊິ່ງຖືກລ້າງອອກ. ໃນຂະນະທີ່ SC1 ມີປະສິດທິພາບຕໍ່ສານອິນຊີ ແລະ ອະນຸພາກ, SC2 ມີຄຸນຄ່າໂດຍສະເພາະສຳລັບການປ້ອງກັນການດູດຊຶມໂລຫະ ແລະ ຮັບປະກັນການປົນເປື້ອນໂລຫະຕ່ຳ.

5. ການເຮັດຄວາມສະອາດດ້ວຍໂອໂຊນ (O₃)

ການເຮັດຄວາມສະອາດດ້ວຍໂອໂຊນສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນໃຊ້ສຳລັບການກຳຈັດສານອິນຊີແລະການຂ້າເຊື້ອ DIW. O₃ ເຮັດໜ້າທີ່ເປັນສານຜຸພັງທີ່ເຂັ້ມແຂງ, ແຕ່ສາມາດເຮັດໃຫ້ເກີດການຕົກຕະກອນຄືນໃໝ່, ສະນັ້ນມັນມັກຈະຖືກລວມເຂົ້າກັບ HF. ການເພີ່ມປະສິດທິພາບອຸນຫະພູມແມ່ນມີຄວາມສຳຄັນຫຼາຍເນື່ອງຈາກຄວາມສາມາດໃນການລະລາຍ O₃ ໃນນ້ຳຫຼຸດລົງໃນອຸນຫະພູມທີ່ສູງຂຶ້ນ. ບໍ່ເໝືອນກັບຢາຂ້າເຊື້ອທີ່ມີສ່ວນປະກອບຂອງຄລໍຣີນ (ບໍ່ສາມາດຍອມຮັບໄດ້ໃນໂຮງງານຜະລິດເຄິ່ງຕົວນຳ), O₃ ຈະຍ່ອຍສະຫຼາຍເປັນອົກຊີເຈນໂດຍບໍ່ປົນເປື້ອນລະບົບ DIW.

6. ການເຮັດຄວາມສະອາດດ້ວຍຕົວລະລາຍອິນຊີ

ໃນຂະບວນການພິເສດບາງຢ່າງ, ຕົວລະລາຍອິນຊີຖືກນໍາໃຊ້ບ່ອນທີ່ວິທີການທໍາຄວາມສະອາດມາດຕະຖານບໍ່ພຽງພໍ ຫຼື ບໍ່ເໝາະສົມ (ເຊັ່ນ, ເມື່ອຕ້ອງຫຼີກລ່ຽງການສ້າງອົກໄຊ).

ສະຫຼຸບ

ການເຮັດຄວາມສະອາດແຜ່ນແພແມ່ນຂັ້ນຕອນທີ່ເຮັດຊ້ຳເລື້ອຍໆທີ່ສຸດໃນການຜະລິດເຄິ່ງຕົວນຳ ແລະ ສົ່ງຜົນກະທົບໂດຍກົງຕໍ່ຜົນຜະລິດ ແລະ ຄວາມໜ້າເຊື່ອຖືຂອງອຸປະກອນ. ດ້ວຍການເຄື່ອນໄຫວໄປສູ່ເວເຟີຂະໜາດໃຫຍ່ກວ່າ ແລະ ຮູບຮ່າງຂອງອຸປະກອນຂະໜາດນ້ອຍກວ່າ, ຂໍ້ກຳນົດສຳລັບຄວາມສະອາດຂອງໜ້າຜິວແຜ່ນເວເຟີ, ສະຖານະທາງເຄມີ, ຄວາມຫຍາບ, ແລະ ຄວາມໜາຂອງອົກໄຊດ໌ ກຳລັງມີຄວາມເຂັ້ມງວດເພີ່ມຂຶ້ນເລື້ອຍໆ.

ບົດຄວາມນີ້ໄດ້ທົບທວນຄືນທັງເຕັກໂນໂລຊີການເຮັດຄວາມສະອາດແຜ່ນເວເຟີທີ່ທັນສະໄໝ ແລະ ກ້າວໜ້າ, ລວມທັງວິທີການ DIW, HF, SC1, SC2, O₃, ແລະ ຕົວລະລາຍອິນຊີ, ພ້ອມກັບກົນໄກ, ຂໍ້ດີ, ແລະ ຂໍ້ຈຳກັດຂອງມັນ. ຈາກທັງສອງທັດສະນະທາງດ້ານເສດຖະກິດ ແລະ ສິ່ງແວດລ້ອມ, ການປັບປຸງຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງໃນເຕັກໂນໂລຊີການເຮັດຄວາມສະອາດແຜ່ນເວເຟີແມ່ນສິ່ງຈຳເປັນເພື່ອຕອບສະໜອງຄວາມຕ້ອງການຂອງການຜະລິດເຄິ່ງຕົວນຳຂັ້ນສູງ.