ʻO ka ʻenehana hoʻomaʻemaʻe wafer i ka hana ʻana o Semiconductor

ʻO ka ʻenehana hoʻomaʻemaʻe wafer i ka hana ʻana o Semiconductor

He hana koʻikoʻi ka hoʻomaʻemaʻe wafer ma ke kaʻina hana semiconductor holoʻokoʻa a ʻo ia kekahi o nā kumu nui e hoʻopilikia pololei i ka hana o ka hāmeʻa a me ka hua hana. I ka wā o ka hana ʻana o ka chip, hiki i ka haumia liʻiliʻi loa ke hōʻino i nā ʻano o ka hāmeʻa a i ʻole ke kumu o ka hāʻule piha ʻana. ʻO ka hopena, hoʻopili ʻia nā kaʻina hana hoʻomaʻemaʻe ma mua a ma hope o kēlā me kēia hana hana e wehe i nā mea haumia o ka ʻili a hōʻoia i ka maʻemaʻe o ka wafer. ʻO ka hoʻomaʻemaʻe kekahi hana pinepine loa i ka hana semiconductor, e helu ana no kahi o30% o nā ʻanuʻu hana āpau.

Me ka hoʻomau ʻana o ka hoʻohui ʻana o ka nui loa (VLSI), ua holomua nā kikowaena hana i28 nm, 14 nm, a ma ʻō aku, e hoʻokele ana i ka nui o ka hāmeʻa, nā laina laina haiki, a me nā kahe hana paʻakikī. ʻOi aku ka maʻalahi o nā node holomua i ka haumia, ʻoiai ʻo nā nui hiʻohiʻona liʻiliʻi e paʻakikī ai ka hoʻomaʻemaʻe. No laila, ke piʻi nei ka nui o nā ʻanuʻu hoʻomaʻemaʻe, a ua lilo ka hoʻomaʻemaʻe i mea paʻakikī, koʻikoʻi, a paʻakikī hoʻi. No ka laʻana, pono maʻamau kahi chip 90 nm ma kahi o90 mau ʻanuʻu hoʻomaʻemaʻe, ʻoiai he chip 20 nm e pono ai a puni215 mau ʻanuʻu hoʻomaʻemaʻe. I ka holomua ʻana o ka hana ʻana i 14 nm, 10 nm, a me nā kikowaena liʻiliʻi, e hoʻomau ka nui o nā hana hoʻomaʻemaʻe.

Ma ke ʻano nui,ʻO ka hoʻomaʻemaʻe wafer e pili ana i nā kaʻina hana e hoʻohana ana i nā lāʻau kemika, nā kinoea, a i ʻole nā ​​​​ʻano kino e wehe ai i nā haumia mai ka ʻili wafer.ʻO nā mea haumia e like me nā ʻāpana, nā metala, nā koena organik, a me nā oxides kūloko hiki ke hoʻopilikia maikaʻi ʻole i ka hana o ka hāmeʻa, ka hilinaʻi, a me ka hua. Hana ka hoʻomaʻemaʻe ma ke ʻano he "alahaka" ma waena o nā ʻanuʻu hana like—no ka laʻana, ma mua o ka waiho ʻana a me ka lithography, a ma hope o ke kālai ʻana, CMP (polishing mechanical chemical), a me ka hoʻokomo ʻana o ka ion. Ma ke ʻano laulā, hiki ke hoʻokaʻawale ʻia ka hoʻomaʻemaʻe wafer ihoʻomaʻemaʻe pulua mehoʻomaʻemaʻe maloʻo.

Hoʻomaʻemaʻe pulu

Hoʻohana ka hoʻomaʻemaʻe pulu i nā mea hoʻoheheʻe kemika a i ʻole ka wai deionized (DIW) e hoʻomaʻemaʻe i nā wafers. Hoʻohana ʻia ʻelua mau ʻano nui:

• ʻAno hoʻoluʻu: ua hoʻoluʻu ʻia nā wafers i loko o nā pahu i piha i nā mea hoʻoheheʻe a i ʻole DIW. ʻO kēia ke ʻano i hoʻohana nui ʻia, ʻoi aku hoʻi no nā kikowaena ʻenehana makua.

• ʻAno pīpī: ua pīpī ʻia nā mea hoʻoheheʻe a i ʻole DIW ma luna o nā wafers e wili ana e wehe i nā haumia. ʻOiai ʻo ka hoʻoluʻu ʻana e ʻae i ka hana ʻana o nā wafers he nui, ʻo ka hoʻomaʻemaʻe pīpī e lawelawe wale i hoʻokahi wafer i kēlā me kēia keʻena akā hāʻawi i ka mana maikaʻi aʻe, e lilo ia i mea maʻamau i nā node holomua.

Hoʻomaʻemaʻe maloʻo

E like me ka inoa e hōʻike nei, pale ka hoʻomaʻemaʻe maloʻo i nā mea hoʻoheheʻe a i ʻole DIW, ma kahi o ka hoʻohana ʻana i nā kinoea a i ʻole plasma e wehe i nā mea haumia. Me ka neʻe ʻana i nā kikowaena holomua, ke lilo nei ka hoʻomaʻemaʻe maloʻo i mea nui ma muli o konapololei kiʻekiʻea me ka pono e kūʻē i nā mea olaola, nā nitrides, a me nā oxides. Eia nō naʻe, koi iaʻoi aku ka nui o ka hoʻopukapuka ʻana i nā lako, ka hana paʻakikī, a me ka kaohi ʻana i ke kaʻina hana koʻikoʻiʻO kekahi pono ʻē aʻe, ʻo ia ka hoʻemi ʻana o ka hoʻomaʻemaʻe maloʻo i ka nui o ka wai hoʻoneoneo i hana ʻia e nā ʻano pulu.

Nā ʻano hana hoʻomaʻemaʻe pulu maʻamau

1. Hoʻomaʻemaʻe DIW (Wai Deionized)

ʻO DIW ka mea hoʻomaʻemaʻe i hoʻohana nui ʻia i ka hoʻomaʻemaʻe pulu. ʻAʻole e like me ka wai i mālama ʻole ʻia, ʻaneʻane ʻaʻohe iona conductive o DIW, e pale ana i ka pala, nā hopena electrochemical, a i ʻole ka hōʻino ʻana o ka hāmeʻa. Hoʻohana nui ʻia ʻo DIW ma nā ʻano ʻelua:

1. Hoʻomaʻemaʻe pololei i ka ʻili wafer– Hana pinepine ʻia ma ke ʻano wafer hoʻokahi me nā wili, nā pulumu, a i ʻole nā ​​​​nozzles pīpī i ka wā o ka hoʻohuli wafer. ʻO kahi pilikia ka hōʻiliʻili ʻana o ka uku electrostatic, kahi e hoʻoulu ai i nā hemahema. No ka hōʻemi ʻana i kēia, ua hoʻoheheʻe ʻia ʻo CO₂ (a i kekahi manawa NH₃) i loko o DIW e hoʻomaikaʻi i ka conductivity me ka ʻole o ka haumia ʻana i ka wafer.

2. Ka holoi ʻana ma hope o ka hoʻomaʻemaʻe kemika– Hoʻopau ʻo DIW i nā koena hoʻomaʻemaʻe e hiki ke hōʻino i ka wafer a hōʻino paha i ka hana o ka hāmeʻa inā waiho ʻia ma ka ʻili.

2. Hoʻomaʻemaʻe HF (Hydrofluoric Acid)

ʻO HF ka kemika kūpono loa no ka wehe ʻana i nānā papa ʻokikene maoli (SiO₂)ma nā wafers silicon a ʻo ia ka lua ma hope o DIW i ke koʻikoʻi. Hoʻoheheʻe pū ia i nā metala i hoʻopili ʻia a kāohi i ka re-oxidation. Eia nō naʻe, hiki i ka HF etching ke hoʻopōʻino i nā ʻili wafer a hoʻouka pono ʻole i kekahi mau metala. No ka hoʻoponopono ʻana i kēia mau pilikia, ʻo nā ʻano hana i hoʻomaikaʻi ʻia e hoʻoheheʻe i ka HF, hoʻohui i nā oxidizers, surfactants, a i ʻole nā ​​​​​​mea hoʻohuihui e hoʻonui i ka selectivity a hōʻemi i ka haumia.

3. Hoʻomaʻemaʻe SC1 (Hoʻomaʻemaʻe Maʻamau 1: NH₄OH + H₂O₂ + H₂O)

He ala kūpono a maikaʻi loa ʻo SC1 no ka wehe ʻana i nānā koena organik, nā ʻāpana, a me kekahi mau metalaHoʻohui ka mīkini i ka hana oxidizing o H₂O₂ a me ka hopena hoʻoheheʻe o NH₄OH. Hoʻokuke pū ia i nā ʻāpana ma o nā mana electrostatic, a hoʻomaikaʻi hou ke kōkua ultrasonic/megasonic i ka pono. Eia nō naʻe, hiki i ka SC1 ke hoʻopōʻino i nā ʻili wafer, e koi ana i ka hoʻonohonoho pono ʻana o nā lakio kemika, ka kaohi ʻana i ka ʻili (ma o nā surfactants), a me nā mea chelating e kāohi i ka hoʻopili hou ʻana o ka metala.

4. Hoʻomaʻemaʻe SC2 (Hoʻomaʻemaʻe Maʻamau 2: HCl + H₂O₂ + H₂O)

Hoʻokō ʻo SC2 iā SC1 ma ka wehe ʻananā mea haumia metalaʻO kona hiki ke hoʻopili ikaika i nā metala i hoʻomake ʻia i nā paʻakai hiki ke hoʻoheheʻe ʻia a i ʻole nā ​​​​​​huihui, kahi e holoi ʻia aku ai. ʻOiai he pono ka SC1 no nā mea olaola a me nā particulates, he waiwai nui ka SC2 no ka pale ʻana i ka adsorption metala a me ka hōʻoia ʻana i ka haumia metala haʻahaʻa.

5. Hoʻomaʻemaʻe ʻana o O₃ (ʻOzone)

Hoʻohana nui ʻia ka hoʻomaʻemaʻe ʻana ozone noka wehe ʻana i nā mea olaolaa meka hoʻomaʻemaʻe ʻana i ka DIWHana ʻo O₃ ma ke ʻano he oxidant ikaika, akā hiki ke hoʻoulu i ka waiho hou ʻana, no laila ua hui pinepine ʻia me HF. He mea koʻikoʻi ka hoʻonui ʻana i ka mahana no ka mea e emi ana ka solubility O₃ i ka wai i nā mahana kiʻekiʻe. ʻAʻole e like me nā disinfectants i hoʻokumu ʻia i ka chlorine (ʻaʻole i ʻae ʻia i nā fabs semiconductor), hoʻopau ʻo O₃ i ka oxygen me ka ʻole o ka haumia ʻana i nā ʻōnaehana DIW.

6. Hoʻomaʻemaʻe Hoʻoheheʻe Organic

I kekahi mau kaʻina hana kūikawā, hoʻohana ʻia nā mea hoʻoheheʻe organik i kahi i lawa ʻole ai a kūpono ʻole paha nā ʻano hoʻomaʻemaʻe maʻamau (e laʻa, i ka wā e pono ai ke pale ʻia ka hoʻokumu ʻia ʻana o ka oxide).

Hopena

ʻO ka hoʻomaʻemaʻe ʻana o ka waferka hana i hana pinepine ʻiai ka hana semiconductor a pili pololei i ka hua a me ka hilinaʻi o ka hāmeʻa. Me ka neʻe ʻana i muanā wafers nui a me nā geometries hāmeʻa liʻiliʻi, ke lilo nei nā koi no ka maʻemaʻe o ka ʻili wafer, ke kūlana kemika, ka ʻoʻoleʻa, a me ka mānoanoa o ka oxide i mea paʻakikī.

Ua loiloi kēia ʻatikala i nā ʻenehana hoʻomaʻemaʻe wafer makua a me nā ʻenehana holomua, me DIW, HF, SC1, SC2, O₃, a me nā ʻano hana hoʻoheheʻe organik, me kā lākou mau ʻano hana, nā pono, a me nā palena. Mai nā mea ʻeluanā kuanaʻike hoʻokele waiwai a me ke kaiapuni, he mea nui nā hoʻomaikaʻi mau ʻana i ka ʻenehana hoʻomaʻemaʻe wafer no ka hoʻokō ʻana i nā koi o ka hana semiconductor holomua.