סיליקאָן וועיפערס קעגן גלאָז וועיפערס: וואָס רייניקן מיר טאַקע? פֿון מאַטעריאַל עסענץ ביז פּראָצעס-באַזירטע רייניקונג לייזונגען

כאָטש ביידע סיליקאָן און גלאָז וועיפערס טיילן דעם געמיינזאַמען ציל פון ווערן "גערייניקט", די שוועריקייטן און דורכפאַל מאָדעס וואָס זיי שטויסן זיך אָן בעת ​​רייניקונג זענען גאָר אַנדערש. די דיסקרעפּאַנסי שטאַמט פון די אינהערענטע מאַטעריאַל אייגנשאַפטן און ספּעציפיקאַציע רעקווייערמענץ פון סיליקאָן און גלאָז, ווי אויך די באַזונדערע "פֿילאָסאָפֿיע" פון רייניקונג געטריבן דורך זייערע לעצטע אַפּליקאַציעס.

ערשטנס, לאָמיר קלאָר מאַכן: וואָס פּונקט רייניקן מיר? וועלכע קאַנטאַמאַנאַנץ זענען פאַרמישט?

קאָנטאַמינאַנטן קענען ווערן קלאַסיפֿיצירט אין פֿיר קאַטעגאָריעס:

1. פּאַרטיקל קאַנטאַמאַנאַנץ

   • שטויב, מעטאַל פּאַרטיקלען, אָרגאַנישע פּאַרטיקלען, אַברייסיוו פּאַרטיקלען (פון CMP פּראָצעס), אאז"וו.

   • די קאַנטאַמאַנאַנץ קענען פאַראורזאַכן מוסטער חסרונות, אַזאַ ווי קורץ-שאָרץ אָדער אָפענע קרייזן.

2. אָרגאַנישע קאַנטאַמאַנאַנץ

   • כולל פאָטאָרעזיסט רעשטלעך, רעזין אַדאַטיווז, מענטשלעכע הויט אָילס, סאָלוואַנט רעשטלעך, אאז"וו.

   • אָרגאַנישע קאַנטאַמאַנאַנץ קענען פֿאָרמען מאַסקעס וואָס שטערן עטשינג אָדער יאָן ימפּלאַנטאַציע און רעדוצירן אַדכיזשאַן פון אַנדערע דין פילמען.

3. מעטאַל יאָן קאַנטאַמאַנאַנץ

   • אייַזן, קופּער, נאַטריום, קאַליום, קאַלסיום, אאז"וו, וואָס קומען בפֿרט פֿון ויסריכט, כעמיקאַלן און מענטשלעכן קאָנטאַקט.

   • אין האַלב-קאָנדוקטאָרן, זענען מעטאַל יאָנען "מערדער" קאַנטאַמאַנאַנץ, וואָס ברענגען אַרײַן ענערגיע לעוועלס אין דער פֿאַרווערטער באַנד, וואָס פֿאַרגרעסערן די ליקאַדזש קראַנט, פֿאַרקירצן די לעבן פֿון די טרעגער, און ערנסט שאַטן די עלעקטרישע אייגנשאַפֿטן. אין גלאָז, קענען זיי אַפֿעקטירן די קוואַליטעט און אַדכיזשאַן פֿון די שפּעטערדיקע דין פֿילמען.

4. נאַטירלעכע אָקסייד שיכט

   • פֿאַר סיליקאָן וועיפערס: אַ דין שיכט פון סיליקאָן דייאַקסייד (נאַטירלעכער אָקסייד) פאָרמירט זיך נאַטירלעך אויף דער ייבערפלאַך אין דער לופט. די גרעב און איינהייטלעכקייט פון דעם אָקסייד שיכט זענען שווער צו קאָנטראָלירן, און עס מוז גאָר אַוועקגענומען ווערן בעת ​​דער פאַבריקאַציע פון ​​שליסל סטרוקטורן ווי גייט אָקסיידן.

   • פֿאַר גלאָז וועיפערס: גלאָז אַליין איז אַ סיליקאַ נעץ סטרוקטור, אַזוי עס איז נישטאָ קיין פּראָבלעם פון "אַראָפּנעמען אַ נאַטירלעכע אָקסייד שיכט." אָבער, די ייבערפלאַך קען זיין געביטן געוואָרן צוליב קאַנטאַמאַניישאַן, און די שיכט דאַרף אַוועקגענומען ווערן.

I. הויפּט צילן: די דיווערגענץ צווישן עלעקטרישע פאָרשטעלונג און פיזישע פּערפעקציע

• סיליקאָן וואַפערס

  • די הויפּט ציל פון רייניקונג איז צו ענשור עלעקטרישע פאָרשטעלונג. ספּעסיפיקאַציעס טיפּיש אַרייַננעמען שטרענגע פּאַרטיקל ציילן און סיזעס (למשל, פּאַרטיקאַלז ≥0.1μm מוזן זיין עפעקטיוו אַוועקגענומען), מעטאַל יאָן קאַנסאַנטריישאַנז (למשל, Fe, Cu מוזן זיין קאַנטראָולד צו ≤10¹⁰ אַטאָמס/קמ² אָדער נידעריקער), און אָרגאַניק רעזאַדו לעוועלס. אפילו מיקראָסקאָפּישע קאַנטאַמאַניישאַן קענען פירן צו קרייַז קורץ-צייט, ליקאַדזש קעראַנץ, אָדער דורכפאַל פון גייט אָקסייד אָרנטלעכקייט.

• גלאָז וואַפערס

  • אלס סאַבסטראַטן, די הויפּט באדערפענישן זענען פיזישע פּערפעקציע און כעמישע פעסטקייט. ספּעציפיקאַציעס פאָקוסירן אויף מאַקראָ-לעוועל אַספּעקטן אַזאַ ווי די אַוועק פון קראַצן, ניט-אַראָפּנעמבאַרע פֿלעקן, און די וישאַלט פון די אָריגינעל ייבערפלאַך ראַפנאַס און דזשיאַמעטרי. די רייניקונג ציל איז בפֿרט צו ענשור וויזועלע ריינקייט און גוטע אַדכיזשאַן פֿאַר סאַבסאַקוואַנט פּראַסעסאַז אַזאַ ווי קאָוטינג.

II. מאַטעריאַלע נאַטור: דער יסודותדיקער אונטערשייד צווישן קריסטאַלינע און אַמאָרפֿישע

• סיליקאָן

  • סיליקאָן איז אַ קריסטאַלינע מאַטעריאַל, און זײַן ייבערפלאַך וואַקסט נאַטירלעך אַ נישט-איינהייטלעכע סיליקאָן דייאַקסייד (SiO₂) אָקסייד שיכט. די אָקסייד שיכט שטעלט אַ ריזיקע פֿאַר עלעקטרישע פאָרשטעלונג און מוז גרינטלעך און איינהייטלעך אַוועקגענומען ווערן.

• גלאָז

  • גלאז איז אן אמארפע סיליקא נעץ. איר גרויסער מאטעריאל איז ענלעך אין צוזאמענשטעלונג צו דער סיליקאן אקסייד שיכט פון סיליקאן, וואס מיינט אז עס קען שנעל איינגעעטשט ווערן דורך הידראפלואריק זויער (HF) און איז אויך אונטערטעניק צו שטארקער אלקאלי עראזיע, וואס פירט צו א פארגרעסערונג אין אויבערפלאך ראפקייט אדער דעפארמאציע. דער פונדאמענטאלער אונטערשייד דיקטירט אז סיליקאן וועיפער רייניקונג קען טאלערירן לייכטע, קאנטראלירטע איינצעטשונג צו באזייטיגן קאנטאמינאנטן, בשעת גלאז וועיפער רייניקונג מוז דורכגעפירט ווערן מיט עקסטרעמער פארזיכטיגקייט צו פארמיידן שאדן צום באזע מאטעריאל.

III. פֿאַרגלייַך פֿון רייניקונג־לייזונגען

באַזירט אויף די אויבן דערמאָנטע צילן און מאַטעריאַל קעראַקטעריסטיקס, די רייניקונג סאַלושאַנז פֿאַר סיליקאָן און גלאז וועיפערז אַנדערש:

• גלאָז וואַפער רייניקונג פּראָצעס

  • איצט, נוצן רובֿ גלאָז פּראַסעסינג פאַבריקן רייניקונג פּראָוסידזשערז באַזירט אויף די מאַטעריאַל קעראַקטעריסטיקס פון גלאָז, און פאַרלאָזן זיך דער הויפּט אויף שוואַכע אַלקאַליין רייניקונג אגענטן.

  • רייניקונג אַגענט קעראַקטעריסטיקס:די ספּעציאַליזירטע רייניקונגס-מיטלען זענען טיפּיש שוואַך אַלקאַליש, מיט אַ pH אַרום 8-9. זיי אַנטהאַלטן געוויינטלעך סורפאַקטאַנץ (למשל, אַלקיל פּאָליאָקסיעטאַלין עטער), מעטאַל כעלאַטינג אגענטן (למשל, HEDP), און אָרגאַנישע רייניקונגס-מיטלען, דיזיינד צו עמולסיפיצירן און צעלאָזן אָרגאַנישע קאַנטאַמאַנאַנץ ווי אָילס און פינגערפּרינץ, בשעת זיי זענען מינימאַל קאָראָזיוו צו דער גלאז מאַטריץ.

  • פּראָצעס פלוס:דער טיפּישער רייניקונג פּראָצעס באַשטייט פון ניצן אַ ספּעציפֿישע קאָנצענטראַציע פון ​​שוואַכע אַלקאַלישע רייניקונג אַגענטן ביי טעמפּעראַטורן פון צימער טעמפּעראַטור ביז 60°C, קאַמביינד מיט אַלטראַסאַניק רייניקונג. נאָך רייניקונג, די וועיפערס דורכגיין קייפל שווענקען טריט מיט ריין וואַסער און מילד טריקעניש (למשל, פּאַמעלעך הייבן אָדער IPA פארע טריקעניש). דער פּראָצעס עפֿעקטיוולי טרעפֿט די גלאָז וועיפערס רעקווייערמענץ פֿאַר וויזועלע ריינקייט און אַלגעמיינע ריינקייט.

• סיליקאָן וועיפער רייניקונג פּראָצעס

  • פֿאַר האַלב-קאָנדוקטאָר פּראַסעסינג, סיליקאָן וועיפערס טיפּיש דורכגיין נאָרמאַל RCA רייניקונג, וואָס איז אַ העכסט עפעקטיוו רייניקונג מעטאָד וואָס איז טויגעוודיק פון סיסטעמאַטיש אַדרעסירן אַלע טייפּס פון קאַנטאַמאַנאַנץ, און ענשור אַז די עלעקטרישע פאָרשטעלונג רעקווירעמענץ פֿאַר האַלב-קאָנדוקטאָר דעוויסעס ווערן דערפילט.

IV. ווען גלאָז טרעפט העכערע "ריינקייט" סטאַנדאַרדן

ווען גלאז וועיפערס ווערן גענוצט אין אַפּליקאַציעס וואָס דאַרפן שטרענגע פּאַרטיקל ציילן און מעטאַל יאָן לעוועלס (למשל, ווי סאַבסטראַטן אין האַלב-קאָנדוקטאָר פּראָצעסן אָדער פֿאַר ויסגעצייכנטע דין פילם דעפּאַזישאַן סערפאַסיז), קען דער אינטרינסיק רייניקונג פּראָצעס ניט מער זיין גענוג. אין דעם פאַל, קען מען אַפּליקירן האַלב-קאָנדוקטאָר רייניקונג פּרינציפּן, וואָס פירט צו אַ מאָדיפיצירטע RCA רייניקונג סטראַטעגיע.

דער קערן פון דעם סטראַטעגיע איז צו פֿאַרדיןען און אָפּטימיזירן די נאָרמאַלע RCA פּראָצעס פּאַראַמעטערס צו אַקאַמאַדירן די סענסיטיווע נאַטור פון גלאָז:

• אָרגאַנישע קאַנטאַמאַנאַנט באַזייַטיקונג:SPM לייזונגען אדער מילדערע אָזאָן וואַסער קענען געניצט ווערן צו צעלאָזן אָרגאַנישע קאַנטאַמאַנאַנץ דורך שטאַרקע אַקסאַדיישאַן.

• פּאַרטיקל באַזייַטיקונג:א שטארק פארדילוטע SC1 לייזונג ווערט גענוצט ביי נידעריגערע טעמפעראטורן און קירצערע באהאנדלונג צייטן צו נוצן אירע עלעקטראסטאטישע אפשטויסונג און מיקרא-עטשינג עפעקטן צו באזייטיגן פארטיקלען, בשעת מינאַמייזינג קאראזיע אויפן גלאז.

• מעטאַל יאָן באַזייַטיקונג:א פארדיןטע SC2 לייזונג אדער פשוטע פארדיןטע הידראָטשלאָריק זויער/פארדיןטע ניטריק זויער לייזונגען ווערן גענוצט צו באַזייטיגן מעטאַל קאַנטאַמאַנאַנץ דורך כעליישאַן.

• שטרענגע פארבאטן:מען מוז אינגאנצן אויסמיידן DHF (די-אמאניום פלואריד) כדי צו פארמיידן קאראזיע פון ​​די גלאז סאַבסטראַט.

אין דעם גאנצן מאדיפיצירטן פראצעס, פארבעסערט די קאמבינירונג פון מעגאסאנישע טעכנאלאגיע באדייטנד די עפעקטיווקייט פון באזייטיגן נאנאס-גרייס פארטיקלען און איז מילדער אויף דער אויבערפלאך.

מסקנא

די רייניקונג פּראָצעסן פֿאַר סיליקאָן און גלאָז וועיפערס זענען די אונפֿאַרמיידלעכע רעזולטאַט פֿון רעווערס אינזשעניריע באַזירט אויף זייערע לעצטע אַפּליקאַציע רעקווייערמענץ, מאַטעריאַל אייגנשאַפֿטן, און פֿיזישע און כעמישע כאַראַקטעריסטיקס. סיליקאָן וועיפער רייניקונג זוכט "אַטאָמישע-לעוועל ריינקייט" פֿאַר עלעקטרישע פאָרשטעלונג, בשעת גלאָז וועיפער רייניקונג פֿאָקוסירט אויף דערגרייכן "פּערפֿעקטע, נישט-געשעדיגטע" פֿיזישע סערפֿאַסעס. ווי גלאָז וועיפערס ווערן מער און מער געניצט אין האַלב-קאָנדוקטאָר אַפּליקאַציעס, וועלן זייערע רייניקונג פּראָצעסן אונפֿאַרמיידלעך אַנטוויקלען זיך ווייטער פֿון טראַדיציאָנעלער שוואַכער אַלקאַלישער רייניקונג, און אַנטוויקלען מער ראַפֿינירטע, קאַסטאַמייזד לייזונגען ווי דער מאָדיפֿיצירטער RCA פּראָצעס צו טרעפֿן העכערע ריינקייט סטאַנדאַרדן.