Silicon Wafers vs. Glass Wafers: Unsa Ang Among Gilimpyohan? Gikan sa Materyal nga Esensya hangtod sa Mga Solusyon sa Paglimpyo nga Gibase sa Proseso

Bisan tuod ang duha ka silicon ug bildo nga mga wafer nag-ambit sa komon nga tumong sa "paglimpyo," ang mga hagit ug mga paagi sa kapakyasan nga ilang giatubang sa panahon sa pagpanglimpyo lahi kaayo. Kini nga kalainan naggikan sa kinaiyanhon nga materyal nga mga kabtangan ug mga kinahanglanon sa espesipikasyon sa silicon ug baso, ingon man ang lahi nga "pilosopiya" sa paglimpyo nga gimaneho sa ilang katapusan nga mga aplikasyon.

Una, atong klarohon: Unsa man gyud ang atong gilimpyohan? Unsang mga kontaminante ang nalangkit?

Ang mga kontaminante mahimong maklasipikar sa upat ka mga kategorya:

1. Mga Kontaminante sa Partikulo

   • Abog, metal nga mga partikulo, organikong mga partikulo, abrasive nga mga partikulo (gikan sa proseso sa CMP), ug uban pa.

   • Kini nga mga kontaminante mahimong hinungdan sa mga depekto sa pattern, sama sa shorts o open circuits.

2. Mga Organikong Kontaminante

   • Naglakip sa photoresist residues, resin additives, human skin oil, solvent residues, etc.

   • Ang mga organikong kontaminante mahimong makaporma og mga maskara nga makababag sa pag-etching o pag-implant sa ion ug makapamenos sa pagdapot sa ubang nipis nga mga pelikula.

3. Mga Kontaminante sa Metal Ion

   • Iron, copper, sodium, potassium, calcium, ug uban pa, nga nag-una gikan sa mga ekipo, kemikal, ug kontak sa tawo.

   • Sa mga semiconductor, ang mga metal nga ion kay mga “killer” nga mga kontaminante, nga nagpaila sa lebel sa enerhiya sa gidili nga banda, nga nagdugang sa leakage nga kasamtangan, nagpamubo sa kinabuhi sa carrier, ug grabeng makadaot sa elektrikal nga mga kabtangan. Sa bildo, kini mahimong makaapekto sa kalidad ug pagpilit sa sunod-sunod nga manipis nga mga pelikula.

4. Lumad nga Oxide Layer

   • Para sa silicon wafers: Ang nipis nga layer sa silicon dioxide (Native Oxide) natural nga maporma sa ibabaw sa hangin. Ang gibag-on ug pagkaparehas niini nga layer sa oxide lisud kontrolahon, ug kini kinahanglan nga hingpit nga tangtangon sa panahon sa paghimo sa mga yawe nga istruktura sama sa mga gate oxide.

   • Para sa mga bildo nga wafer: Ang salamin mismo usa ka istruktura sa network sa silica, busa walay isyu sa "pagtangtang sa usa ka lumad nga layer sa oxide." Bisan pa, ang nawong mahimong nabag-o tungod sa kontaminasyon, ug kini nga layer kinahanglan nga tangtangon.

I. Panguna nga mga Tumong: Ang Kalainan Tali sa Elektrisidad nga Pagganap ug Pisikal nga Kahingpitan

• Silicon Wafers

  • Ang kinauyokan nga tumong sa pagpanglimpyo mao ang pagsiguro sa electrical performance. Ang mga detalye kasagarang naglakip sa estrikto nga mga ihap ug gidak-on sa partikulo (pananglitan, ang mga partikulo ≥0.1μm kinahanglang epektibong tangtangon), mga konsentrasyon sa metal nga ion (pananglitan, Fe, Cu kinahanglang kontrolahon ngadto sa ≤10¹⁰ atoms/cm² o mas ubos), ug organic residue level. Bisan ang mikroskopikong kontaminasyon mahimong mosangpot sa circuit shorts, leakage nga mga sulog, o pagkapakyas sa gate oxide integrity.

• Glass Wafers

  • Ingon nga mga substrate, ang panguna nga mga kinahanglanon mao ang pisikal nga kahingpitan ug kalig-on sa kemikal. Ang mga detalye nagpunting sa mga aspeto sa lebel sa macro sama sa pagkawala sa mga garas, dili matangtang nga mga lama, ug pagmentinar sa orihinal nga kabangis sa nawong ug geometry. Ang tumong sa pagpanglimpyo mao ang nag-una sa pagsiguro sa biswal nga kalimpyo ug maayo nga adhesion alang sa sunod nga mga proseso sama sa taklap.

II. Kinaiyahan sa Materyal: Ang Sukaranan nga Kalainan Tali sa Crystalline ug Amorphous

• Silicon

  • Ang silikon usa ka kristal nga materyal, ug ang nawong niini natural nga motubo sa dili uniporme nga silicon dioxide (SiO₂) oxide layer. Kini nga layer sa oxide adunay peligro sa pasundayag sa elektrisidad ug kinahanglan nga hingpit ug parehas nga tangtangon.

• Salamin

  • Ang salamin usa ka amorphous silica network. Ang kinabag-an nga materyal niini susama sa komposisyon sa silicon oxide layer sa silicon, nga nagpasabot nga kini dali nga makulit sa hydrofluoric acid (HF) ug dali usab nga maapektuhan sa kusog nga alkali erosion, nga mosangpot sa pagtaas sa pagkagapos sa nawong o deformation. Kini nga sukaranan nga kalainan nagdiktar nga ang paglimpyo sa silicon wafer mahimong motugot sa kahayag, kontrolado nga pagkulit aron makuha ang mga hugaw, samtang ang paglimpyo sa bildo nga wafer kinahanglan himuon nga adunay labi nga pag-amping aron malikayan ang pagkadaot sa base nga materyal.

III. Pagtandi sa mga Solusyon sa Paglimpyo

Pinasukad sa nahisgutan nga mga katuyoan ug materyal nga mga kinaiya, ang mga solusyon sa paglimpyo alang sa mga wafer sa silicon ug baso magkalainlain:

• Proseso sa Paglimpyo sa Glass Wafer

  • Sa pagkakaron, kadaghanan sa mga planta sa pagproseso sa bildo naggamit sa mga pamaagi sa pagpanglimpyo base sa materyal nga mga kinaiya sa bildo, nag-una sa pagsalig sa mahuyang nga alkaline nga mga ahente sa pagpanglimpyo.

  • Mga Kinaiya sa Ahente sa Paglimpyo:Kini nga mga espesyal nga ahente sa pagpanglimpyo kasagaran huyang nga alkaline, nga adunay pH nga 8-9. Kini kasagarang adunay mga surfactant (pananglitan, alkyl polyoxyethylene ether), metal chelating agents (eg, HEDP), ug mga organikong panglimpyo nga mga tabang, nga gidesinyo sa pag-emulsify ug pag-decompose sa mga organikong kontaminante sama sa mga lana ug fingerprints, samtang gamay ra nga makadaot sa glass matrix.

  • Daloy sa Proseso:Ang kasagaran nga proseso sa pagpanglimpyo naglakip sa paggamit sa usa ka piho nga konsentrasyon sa huyang nga alkaline nga mga ahente sa pagpanglimpyo sa mga temperatura gikan sa temperatura sa lawak ngadto sa 60 ° C, inubanan sa ultrasonic nga pagpanglimpyo. Human sa paglimpyo, ang mga wafer moagi sa daghang mga lakang sa paghugas gamit ang lunsay nga tubig ug hinay nga pagpauga (pananglitan, hinay nga pag-alsa o IPA vapor drying). Kini nga proseso epektibo nga nakab-ot ang mga kinahanglanon sa bildo nga wafer alang sa biswal nga kalimpyo ug kinatibuk-ang kalimpyo.

• Proseso sa Paglimpyo sa Silicon Wafer

  • Alang sa pagproseso sa semiconductor, ang mga wafer sa silicon kasagarang moagi sa standard nga paglimpyo sa RCA, nga usa ka epektibo kaayo nga pamaagi sa pagpanglimpyo nga makahimo sa sistematikong pagsulbad sa tanang matang sa mga kontaminante, pagsiguro nga ang mga kinahanglanon sa electrical performance alang sa mga semiconductor device natuman.

IV. Kung Ang Salamin Nakatagbo sa Mas Taas nga mga Sumbanan sa "Kalimpyo".

Kung ang mga bildo nga wafer gigamit sa mga aplikasyon nga nanginahanglan higpit nga pag-ihap sa partikulo ug lebel sa metal nga ion (pananglitan, ingon nga mga substrate sa mga proseso sa semiconductor o alang sa maayo kaayo nga manipis nga mga ibabaw sa pagdeposito sa pelikula), ang proseso sa paglimpyo sa intrinsic mahimong dili na igo. Sa kini nga kaso, ang mga prinsipyo sa paglimpyo sa semiconductor mahimong magamit, nga nagpaila sa usa ka giusab nga estratehiya sa paglimpyo sa RCA.

Ang kinauyokan niini nga estratehiya mao ang pagtunaw ug pag-optimize sa standard nga mga parameter sa proseso sa RCA aron ma-accommodate ang sensitibo nga kinaiya sa bildo:

• Organic Contaminant Pagtangtang:Ang mga solusyon sa SPM o mas malumo nga tubig sa ozone mahimong magamit aron madugta ang mga organikong kontaminado pinaagi sa kusog nga oksihenasyon.

• Pagtangtang sa Partikulo:Ang labi ka lasaw nga solusyon sa SC1 gigamit sa mas mubu nga temperatura ug mas mubu nga mga oras sa pagtambal aron magamit ang electrostatic repulsion ug micro-etching nga mga epekto aron makuha ang mga partikulo, samtang gipamubu ang kaagnasan sa baso.

• Pagtangtang sa Metal Ion:Usa ka lasaw nga solusyon sa SC2 o yano nga dilute nga hydrochloric acid / dilute nitric acid nga mga solusyon gigamit aron makuha ang mga kontaminado sa metal pinaagi sa chelation.

• Estrikto nga mga pagdili:Ang DHF (di-ammonium fluoride) kinahanglang hingpit nga likayan aron malikayan ang pagkadunot sa bildo nga substrate.

Sa tibuuk nga giusab nga proseso, ang paghiusa sa teknolohiya nga megasonic labi nga nagpauswag sa kahusayan sa pagtangtang sa mga partikulo nga kadako sa nano ug labi ka malumo sa ibabaw.

Panapos

Ang mga proseso sa paglimpyo alang sa mga silicon ug bildo nga mga wafer mao ang dili kalikayan nga resulta sa reverse engineering base sa ilang katapusang mga kinahanglanon sa aplikasyon, materyal nga mga kabtangan, ug pisikal ug kemikal nga mga kinaiya. Ang paglimpyo sa silicone wafer nangita og "kalimpyo sa lebel sa atomic" alang sa pasundayag sa elektrisidad, samtang ang paglimpyo sa bildo nga wafer nagpunting sa pagkab-ot sa "perpekto, wala madaot" nga pisikal nga mga ibabaw. Samtang ang mga bildo nga wafer nagkadaghan nga gigamit sa mga aplikasyon sa semiconductor, ang ilang mga proseso sa paglimpyo dili kalikayan nga molambo lapas sa tradisyonal nga huyang nga paglimpyo sa alkaline, paghimo og labi ka dalisay, gipahiangay nga mga solusyon sama sa giusab nga proseso sa RCA aron makab-ot ang mas taas nga mga sumbanan sa kalimpyo.