تقنيات تنظيف الرقائق ومشاركة البيانات

تعد تقنية تنظيف الرقائق عملية حاسمة في تصنيع أشباه الموصلات، حيث يمكن للملوثات حتى على المستوى الذري أن تؤثر على أداء الجهاز أو إنتاجه. تتضمن عملية التنظيف عادةً خطوات متعددة لإزالة أنواع مختلفة من الملوثات، مثل المخلفات العضوية والمعادن والجسيمات والأكاسيد الأصلية.

1. الغرض من تنظيف الرقائق:

• إزالة الملوثات العضوية (مثل مقاومة الضوء، بصمات الأصابع)
• إزالة الشوائب المعدنية (مثل الحديد والنحاس والنيكل)
• إزالة الجسيمات (مثل الغبار، شظايا السيليكون)
• إزالة الأكاسيد الأصلية (مثل طبقات SiO₂ المتكونة عند التعرض للهواء)

2. يضمن تنظيف الرقائق الصارم:

• إنتاجية عالية للعملية وأداء الجهاز
• تقليل العيوب ومعدلات تلف الرقائق
• تحسين جودة السطح والاتساق

قبل إخضاع رقائق السيليكون لعمليات تنظيف مكثفة، يجب تقييم التلوث السطحي الموجود. يساعد فهم أنواع وحجم وتوزيع الجسيمات على سطح الرقاقة في تحسين كيمياء التنظيف ومدخلات الطاقة الميكانيكية.

3. تقنيات تحليلية متقدمة لتقييم التلوث:

3.1 تحليل الجسيمات السطحية

تستخدم عدادات الجسيمات المخصصة تشتت الليزر أو رؤية الكمبيوتر لعد الجسيمات الموجودة على السطح وتحديد حجمها ورسم خريطة لها. ترتبط شدة تشتت الضوء ارتباطًا وثيقًا بأحجام الجسيمات التي تصل إلى عشرات النانومترات وكثافات تصل إلى 0.1 جسيم/سم². يضمن المعايرة الدقيقة باستخدام المعايير أداءً موثوقًا للأجهزة. يؤدي مسح سطح الرقاقة قبل التنظيف وبعده إلى التحقق بوضوح من فعالية الإزالة، مما يؤدي إلى تحسينات في العملية عند الضرورة.

3.2 تحليل العناصر السطحية

تحدد التقنيات التحليلية الحساسة للسطح التركيب العنصري للملوثات. يقوم تحليل الفوتون الإلكتروني بالأشعة السينية (XPS أو ESCA) بفحص الحالات الكيميائية السطحية للعناصر عن طريق تشعيع الرقاقة بالأشعة السينية وقياس الإلكترونات المنبعثة. تقوم مطيافية الانبعاث الضوئي لتفريغ التوهج (GD-OES) بإزالة طبقات سطحية فائقة الرقة بالتتابع بينما تحدد مطيافية الانبعاث التركيب العنصري حسب العمق. توجه هذه التحليلات التركيبية، بحدود الكشف التي تصل إلى أجزاء في المليون، كيمياء التنظيف المثلى.

3.3 تحليل التلوث المورفولوجي

يوفر المجهر الإلكتروني الماسح صورًا تفصيلية للملوثات السطحية، ويكشف عن اتجاهات الالتصاق الكيميائي والميكانيكي بناءً على نسب الشكل والمساحة/المحيط. يرسم المجهر القوة الذرية ملفات تعريف طوبولوجية على المستوى النانوي، ويحدد ارتفاع الجسيمات وخصائصها الميكانيكية. يوفر الحزمة الأيونية المركزة جنبًا إلى جنب مع المجهر الإلكتروني النافذ مناظر داخلية للملوثات المدفونة.

4. طرق تنظيف متقدمة أخرى

في حين أن التنظيف بالمذيبات هو خطوة أولى ممتازة لإزالة الملوثات العضوية من رقائق السيليكون، فإنه يلزم في بعض الأحيان تنظيف متقدم إضافي للقضاء على الجسيمات غير العضوية وآثار المعادن والمخلفات الأيونية.

توفر العديد من التقنيات التنظيف العميق اللازم مع تقليل تلف السطح أو فقدان المواد لرقائق السيليكون الدقيقة:

4.1 تنظيف RCA

• تم تطويره بواسطة RCA Laboratories، يستخدم تنظيف RCA عملية مزدوجة الحمام متخصصة لإزالة الملوثات القائمة على القطبية.

الغمر المتسلسل:

• SC-1 (التنظيف القياسي-1) – إزالة المواد العضوية الأساسية
• SC-2 (التنظيف القياسي-2) – إزالة المواد غير العضوية الحمضية

يوفر تنظيفًا استثنائيًا ومتوازنًا للرقائق مع حماية الرقاقة.

4.2 تنظيف الأوزون

• يتضمن غمر الرقائق في ماء منزوع الأيونات مشبع بالأوزون شديد التفاعل
• إزالة قوية للمواد العضوية دون التسبب في ضرر
• يترك سطحًا فائق النظافة ومُمرَّدًا كيميائيًا

4.3 التنظيف بالموجات فوق الصوتية

• يستخدم طاقة الموجات فوق الصوتية عالية التردد مقترنة بمحاليل التنظيف
• فقاعات التجويف تزيل الملوثات
• يخترق الأشكال الهندسية الصعبة
• تتجنب الأنظمة المخصصة إتلاف الرقائق الرقيقة

4.4 التنظيف المبرد

• التبريد السريع إلى درجات حرارة مبردة يجعل الملوثات هشة
• يتسبب الشطف اللاحق أو التنظيف اللطيف بالفرشاة في تقشر الجسيمات
• يمنع الشوائب من الالتصاق بالسطح أو الانتشار فيه
• عملية سريعة جدًا وجافة بدون مواد كيميائية مضافة

الخلاصة

بصفتنا شريكك الموثوق به، لا تقوم ZMSH فقط بتوريد وبيع معدات تصنيع أشباه الموصلات الرائدة عالميًا، ولكنها تمتلك أيضًا قدرات معالجة وتنظيف الرقائق الحديثة. نحن نتفهم بعمق المتطلبات الصارمة لنقاء السطح في العمليات المتقدمة، وبدعم من فريق هندسي محترف وحلول متطورة، نلتزم بتعزيز الإنتاجية وضمان الأداء وتسريع الابتكار لعملائنا. من المعدات الأساسية إلى العمليات الهامة، نقدم دعمًا وخدمات فنية استثنائية في جميع المجالات، ونضع أنفسنا كشريك لا غنى عنه في سلسلة القيمة الخاصة بك.