Silicon Wafers vs. Glass Wafers: He aha kā mākou e hoʻomaʻemaʻe maoli ai? Mai ka mea waiwai a hiki i ka hana hoʻomaʻemaʻe ma muli o ke kaʻina hana

ʻOiai ʻokoʻa ka pahuhopu like ʻole o ka "hoʻomaʻemaʻe ʻia," ʻokoʻa loa nā pilikia a me nā ʻano hemahema a lākou e kū nei i ka wā hoʻomaʻemaʻe. Aia kēia ʻokoʻa mai nā waiwai waiwai a me nā koi kikoʻī o ke silikoni a me ke aniani, a me ka "philosophy" ʻokoʻa o ka hoʻomaʻemaʻe ʻana e kā lākou noi hope.

ʻO ka mea mua, e wehewehe kākou: He aha ka mea a mākou e hoʻomaʻemaʻe ai? He aha nā mea haumia e pili ana?

Hiki ke hoʻokaʻawale ʻia nā mea haumia i ʻehā mau ʻāpana:

1. Nā mea hoʻohaumia ʻāpana

   • ʻO ka lepo, nā ʻāpana metala, nā ʻāpana organik, nā ʻāpana abrasive (mai ke kaʻina CMP), etc.

   • Hiki i kēia mau mea hoʻohaumia ke hoʻopōʻino i ke ʻano, e like me ka pōkole a i ʻole nā ​​​​kaapuni hāmama.

2. Nā mea hoʻohaumia kino

   • Loaʻa nā koena photoresist, nā mea hoʻohui resin, nā aila ʻili kanaka, nā koena solvent, etc.

   • Hiki i nā mea hoʻohaumia kino ke hana i nā masks e keʻakeʻa ana i ka etching a i ʻole ka hoʻokomo ʻana i ka ion a hoʻemi i ka pili ʻana o nā kiʻiʻoniʻoni lahilahi ʻē aʻe.

3. ʻO nā mea haumia ion metala

   • ʻO ka hao, ke keleawe, ka sodium, ka potassium, ka calcium, a me nā mea ʻē aʻe, ka mea i loaʻa mai nā lako, nā kemika, a me ke kanaka.

   • I loko o nā semiconductor, ʻo nā ion metala he "pepehi" mea hoʻohaumia, e hoʻolauna ana i nā pae ikehu i loko o ka hui pāpā ʻia, e hoʻonui ai i ka leakage o kēia manawa, e hōʻemi i ke ola o ka mea lawe, a e hōʻino nui i nā waiwai uila. I loko o ke aniani, pili paha lākou i ka maikaʻi a me ka pili ʻana o nā kiʻiʻoniʻoni lahilahi ma hope.

4. Lahui Oxide ʻōiwi

   • No nā wafer silika: Hoʻokumu maoli ʻia kahi ʻāpana lahilahi o ka silicon dioxide (Native Oxide) ma ka ʻili o ka lewa. ʻO ka mānoanoa a me ka like ʻole o kēia papa oxide he paʻakikī ke kāohi, a pono e hoʻoneʻe loa ʻia i ka wā o ka hana ʻana o nā hale kī e like me nā oxides gate.

   • No nā kīʻaha aniani: ʻO ke aniani ponoʻī he ʻano pūnaewele silica, no laila ʻaʻohe pilikia o ka "wehe ʻana i kahi papa okisa maoli." Eia nō naʻe, ua hoʻololi ʻia ka ʻili ma muli o ka haumia, a pono e wehe ʻia kēia papa.

I. Nā Pahuhopu Koʻikoʻi: ʻO ka ʻokoʻa ma waena o ka hana uila a me ke kino hemolele

• Nā Wafera Silika

  • ʻO ka pahuhopu nui o ka hoʻomaʻemaʻe ʻana e hōʻoia i ka hana uila. Loaʻa nā kikoʻī i nā helu a me ka nui o nā ʻāpana koʻikoʻi (e laʻa, pono e hoʻoneʻe ʻia nā ʻāpana ≥0.1μm), nā ʻāpana ion metala (e laʻa, ʻo Fe, Cu e hoʻomalu ʻia i ≤10¹⁰ atoms/cm² a i ʻole), a me nā pae koena organik. Hiki i ka hoʻohaumia microscopic ke alakaʻi i nā pōkole kaapuni, nā au leakage, a i ʻole ka hemahema o ka pololei o ka puka oxide.

• Na Wafera aniani

  • Ma ke ʻano he substrates, ʻo nā koi koʻikoʻi ka hemolele kino a me ke kūpaʻa kemika. Hoʻopili nā kikoʻī i nā hiʻohiʻona macro-level e like me ka loaʻa ʻole o nā ʻōpala, nā ʻili hiki ʻole ke hoʻoneʻe ʻia, a me ka mālama ʻana i ka ʻeleʻele a me ka geometry. ʻO ka pahuhopu hoʻomaʻemaʻe ka mea nui e hōʻoia i ka hoʻomaʻemaʻe ʻike a me ka hoʻopili maikaʻi ʻana no nā kaʻina hana e like me ka uhi ʻana.

II. Nature Material: Ka ʻokoʻa kumu ma waena o Crystalline a me Amorphous

• Silika

  • ʻO ka silikoni kahi mea crystalline, a ulu maoli kona ʻili i kahi ʻāpana silicon dioxide (SiO₂) oxide. He pilikia kēia ʻāpana oxide i ka hana uila a pono e wehe pono ʻia.

• aniani

  • ʻO ke aniani kahi pūnaewele silica amorphous. Ua like kona mea nui i ka haku mele 'ana me ka papa silicon oxide o ke kilika, 'o ia ho'i, hiki ke ho'opa'a 'ia e ka waika hydrofluoric (HF) a hiki nō ho'i i ka ho'oha'aha'a alkali ikaika, e alaka'i ana i ka pi'i 'ana o ka 'ilikai a me ka deformation. ʻO kēia ʻokoʻa koʻikoʻi ke ʻōlelo nei e hiki i ka hoʻomaʻemaʻe wafer silicon ke ʻae i ka māmā, etching kaohi e wehe i nā mea haumia, ʻoiai pono e hana ʻia ka hoʻomaʻemaʻe wafer aniani me ka mālama pono e pale aku i ka pōʻino o ka mea kumu.

III. Hoʻohālikelike o nā mea hoʻomaʻemaʻe

Ma muli o nā pahuhopu i ʻōlelo ʻia a me nā ʻano waiwai, ʻokoʻa nā hoʻomaʻemaʻe hoʻomaʻemaʻe no nā wafers silicon a me nā aniani:

• Ka Hoomaemae Glass Wafer

  • I kēia manawa, hoʻohana ka hapa nui o nā mea kanu hana aniani i nā kaʻina hoʻomaʻemaʻe e pili ana i nā ʻano waiwai o ke aniani, e hilinaʻi nui ana i nā mea hoʻomaʻemaʻe alkaline nāwaliwali.

  • Nā ʻano mea hoʻomaʻemaʻe:ʻO kēia mau mea hoʻomaʻemaʻe kūikawā he alkaline nāwaliwali, me ka pH ma kahi o 8-9. Loaʻa iā lākou nā surfactants (e laʻa, alkyl polyoxyethylene ether), metala chelating agents (eg, HEDP), a me nā mea hoʻomaʻemaʻe organik, i hoʻolālā ʻia e emulsify a hoʻoheheʻe i nā mea haumia kūlohelohe e like me nā aila a me nā manamana lima, ʻoiai ʻoi aku ka liʻiliʻi o ka corrosive i ka matrix aniani.

  • Kaʻina hana:ʻO ke kaʻina hana hoʻomaʻemaʻe maʻamau e pili ana i ka hoʻohana ʻana i kahi kikoʻī kikoʻī o nā mea hoʻomaʻemaʻe alkaline nāwaliwali i nā mahana mai ka lumi wela a hiki i 60°C, i hui pū ʻia me ka hoʻomaʻemaʻe ultrasonic. Ma hope o ka hoʻomaʻemaʻe ʻana, hoʻomaʻemaʻe ʻia nā wafers me ka wai maʻemaʻe a me ka hoʻomaloʻo mālie (e laʻa, hoʻolohi lohi a hoʻomaloʻo IPA paha). Hoʻokō pono kēia kaʻina hana i nā koi wafer aniani no ka maʻemaʻe ʻike a me ka maʻemaʻe maʻamau.

• Kaʻina Hoʻomaʻemaʻe Silicon Wafer

  • No ka hana semiconductor, hoʻomaʻemaʻe pinepine ʻia nā wafers silicon i ka hoʻomaʻemaʻe RCA maʻamau, ʻo ia ke ʻano hoʻomaʻemaʻe maikaʻi loa e hiki ai ke hoʻoponopono ʻōnaehana i nā ʻano mea ʻino a pau, e hōʻoia ana e hoʻokō ʻia nā koi hana uila no nā mea semiconductor.

IV. I ka wā e hui ai ke aniani i nā kūlana "maʻemaʻe" kiʻekiʻe

Ke hoʻohana ʻia nā wafer aniani i nā noi e koi ana i ka helu ʻana i nā mea ʻeleʻele a me nā pae ion metala (e laʻa, ma ke ʻano he substrate i nā kaʻina semiconductor a i ʻole no nā ʻili hoʻoheheʻe kiʻi ʻoniʻoni maikaʻi loa), ʻaʻole lawa ke kaʻina hoʻomaʻemaʻe intrinsic. I kēia hihia, hiki ke hoʻohana ʻia nā loina hoʻomaʻemaʻe semiconductor, e hoʻolauna ana i kahi hoʻolālā hoʻomaʻemaʻe RCA i hoʻololi ʻia.

ʻO ke kumu o kēia hoʻolālā ʻo ia ka hoʻoheheʻe ʻana a me ka hoʻonui ʻana i nā kaʻina hana RCA maʻamau e hoʻokō i ke ʻano koʻikoʻi o ke aniani:

• Wehe ʻia nā mea poke kino:Hiki ke hoʻohana ʻia nā hoʻonā SPM a i ʻole ka wai ozone ʻoluʻolu e hoʻoheheʻe i nā mea haumia ma o ka oxidation ikaika.

• Wehe ʻāpana:Hoʻohana ʻia ka hopena SC1 i hoʻoheheʻe ʻia i nā haʻahaʻa haʻahaʻa a me nā manawa mālama pōkole no ka hoʻohana ʻana i kāna electrostatic repulsion a me nā hopena micro-etching e hoʻoneʻe i nā ʻāpana, ʻoiai e hōʻemi ana i ka corrosion ma ke aniani.

• Wehe Iona Metala:Hoʻohana ʻia kahi hoʻonā SC2 i hoʻoheheʻe ʻia a i ʻole ka waika hydrochloric dilute maʻalahi / dilute nitric acid solution e wehe i nā mea haumia metala ma o ka chelation.

• ʻO nā kapu loa:Pono e pale 'ia ka DHF (di-ammonium fluoride) i mea e pale aku ai i ka poino o ka ipu aniani.

Ma ke kaʻina hana i hoʻololi ʻia, ʻo ka hoʻohui ʻana i ka ʻenehana megasonic e hoʻonui nui i ka hoʻoneʻe ʻana o nā ʻāpana nano-nui a ʻoi aku ka mālie ma ka ʻili.

Ka hopena

ʻO nā kaʻina hana hoʻomaʻemaʻe no nā wafers silicon a me nā aniani ka hopena hiki ʻole o ka ʻenekinia hoʻohuli e pili ana i kā lākou koi noi hope loa, nā waiwai waiwai, a me nā ʻano kino a me nā kemika. ʻImi ka hoʻomaʻemaʻe wafer silikoni i ka "maʻemaʻe pae ʻātomika" no ka hana uila, ʻoiai ʻo ka hoʻomaʻemaʻe aniani wafer e kālele ana i ka loaʻa ʻana o nā ʻili kino "kūpono ʻole. Ke hoʻohana nui ʻia nei nā wafer aniani i nā noi semiconductor, ʻoi aku ka maikaʻi o kā lākou hoʻomaʻemaʻe ʻana ma mua o ka hoʻomaʻemaʻe alkaline palupalu maʻamau, e hoʻomohala ana i nā hoʻonā i hoʻomaʻemaʻe ʻia e like me ke kaʻina RCA i hoʻololi ʻia e hoʻokō i nā kūlana hoʻomaʻemaʻe kiʻekiʻe.