आरसीए क्लीन
आरसीए क्लीन वेफर क्लीनिंग स्टेप्स का मानक समूह है जिसे अर्धचालक मैन्युफैक्चरिंग में सिलिकॉन बिस्किट्स के उच्च तापमान प्रसंस्करण चरणों (ऑक्सीकरण, प्रसार, रासायनिक वाष्प जमाव) से पूर्व करने की आवश्यकता होती है।
वर्नर केर्न ने 1965 में आरसीए, अमेरिका के रेडियो निगम के लिए कार्य करते हुए बुनियादी प्रक्रिया विकसित की है।[1][2][3] इसमें अनुक्रम में निष्पादित निम्नलिखित रासायनिक प्रक्रियाएं सम्मिलित हैं:
- कार्बनिक प्रदूषकों को निकालना (जैविक स्वच्छ + कण स्वच्छ)
- पतली ऑक्साइड परत को निकालना (ऑक्साइड पट्टी, वैकल्पिक)
- आयनिक संदूषण को निकालना (आयनिक स्वच्छ)
मानक नुस्खा
वेफर्स को विआयनीकृत पानी में भिगोकर तैयार किया जाता है। यदि वे अत्यधिक दूषित (प्रदर्शित होने वाले अवशेष) हैं, तो उन्हें पिरान्हा समाधान में प्रारंभिक सफाई की आवश्यकता हो सकती है। प्रत्येक चरण के मध्य वेफर्स को विआयनीकृत पानी से उच्च प्रकार से धोया जाता है।[2]
आदर्श रूप से, निम्नलिखित चरणों को फ़्यूज़्ड सिलिका या फ्यूज्ड क्वार्ट्ज जहाजों में तैयार किए गए घोल में डुबो कर किया जाता है ( बोरोसिल ग्लासवेयर का उपयोग नहीं किया जाना चाहिए, क्योंकि इसकी अशुद्धियाँ बाहर निकल जाती हैं एवं संदूषण का कारण बनती हैं) इसी प्रकार यह अनुशंसा की जाती है कि वेफर को उन अशुद्धियों से बचाने एवं पुन: संदूषित करने के लिए उपयोग किए जाने वाले रसायन इलेक्ट्रॉनिक ग्रेड (या सीएमओएस ग्रेड) हैं ।[2]
प्रथम कदम (एससी-1): ऑर्गेनिक क्लीन + पार्टिकल क्लीन
प्रथम चरण (जिसे एससी-1 कहा जाता है, जहाँ एससी मानक स्वच्छ के लिए खड़ा है) (अनुपात भिन्न हो सकते हैं) के समाधान के साथ किया जाता है।[2]* विआयनीकृत पानी के 5 भाग
- अमोनिया पानी का 1 भाग, (29%NH3 के वजन से 29%)
- जलीय H2O2 का 1 भाग (हाइड्रोजन पेरोक्साइड, 30%)
75 या 80 डिग्री सेल्सियस पर[1]सामान्यतः 10 मिनट के लिए, यह बेस-पेरोक्साइड मिश्रण कार्बनिक अवशेषों को निकाल देता है। कण भी बहुत प्रभावी विधि से निकाल दिए जाते हैं, यहां तक कि अघुलनशील कण भी, क्योंकि एससी-1 सतह एवं कण जीटा क्षमता को संशोधित करता है एवं उन्हें पीछे निकालने का कारण बनता है।[4] इस उपचार के परिणामस्वरूप सिलिकॉन की सतह पर पतली सिलिकॉन डाइऑक्साइड परत (लगभग 10 एंगस्ट्रॉम) का निर्माण होता है, साथ ही कुछ सीमा तक धातु संदूषण (विशेष रूप से लोहा) निर्माण भी होता है जो उसके पश्चात के चरणों में निकाल दिया जाएगा।
दूसरा चरण (वैकल्पिक): ऑक्साइड पट्टी
वैकल्पिक दूसरा चरण (बेअर सिलिकॉन वेफर्स के लिए) पतली ऑक्साइड परत को निकालने के लिए लगभग पंद्रह सेकंड के लिए 25 डिग्री सेल्सियस पर जलीय एचएफ (हाइड्रोफ्लुओरिक अम्ल ) के 1:100 या 1:50 समाधान में छोटा विसर्जन एवं आयनिक प्रदूषकों का अंश है। यदि यह चरण अति उच्च शुद्धता सामग्री एवं अति स्वच्छ कंटेनरों के बिना किया जाता है, तो यह पुन: संदूषण का कारण बन सकता है क्योंकि नंगे सिलिकॉन की सतह बहुत प्रतिक्रियाशील होती है। किसी भी स्थिति में, अनुवर्ती चरण (एससी-2) घुल जाता है एवं ऑक्साइड परत को पुनः विस्तृत कर देता है।[2]
तीसरा चरण (एससी-2): आयनिक स्वच्छ
तीसरा एवं अंतिम चरण (एससी-2 कहा जाता है) (अनुपात भिन्न हो सकते हैं) के समाधान के साथ किया जाता है[2]* विआयनीकृत पानी के 6 भाग
- जलीय HCl का 1 भाग (हाइड्रोक्लोरिक एसिड, वजन से 37%)
- जलीय H2O2 का 1 भाग (हाइड्रोजन पेरोक्साइड, 30%)
75 या 80 डिग्री सेल्सियस पर, सामान्यतः 10 मिनट के लिए, यह उपचार धात्विक (आयनिक) दूषित पदार्थों के शेष चिन्हों को प्रभावी विधि से निकाल देता है, जिनमें से कुछ को एससी-1 सफाई चरण में प्रस्तुत किया गया था।[1]यह वेफर सतह पर पतली निष्क्रिय परत भी छोड़ता है, जो सतह को उसके पश्चात के संदूषण से बचाता है (नंगे उजागर सिलिकॉन शीघ्र दूषित हो जाता है)।[2]
चौथा चरण: धोना एवं सुखाना
आवश्यक रूप से आरसीए क्लीन उच्च शुद्धता वाले रसायनों एवं साफ कांच के बर्तनों के साथ किया जाता है, इसका परिणाम बहुत साफ वेफर सतह में होता है अपितु वेफर अभी भी पानी में डूबा हुआ है। धोने एवं सुखाने के चरणों को सही विधि से किया जाना चाहिए (जैसे, बहते पानी के साथ) क्योंकि सतह को आसानी से ऑर्गेनिक्स एवं पानी की सतह पर तैरने वाले कणों द्वारा पुन: दूषित किया जा सकता है। वेफर को प्रभावी विधि से खंगालने एवं सुखाने के लिए विभिन्न प्रक्रियाओं का उपयोग किया जा सकता है।[2]
जोड़
एक्स सीटू सफाई प्रक्रिया में प्रथम कदम ट्राईक्लोरोइथीलीन, एसीटोन एवं मेथनॉल में वेफर को अल्ट्रासोनिक रूप से कम करना है।[5]
यह भी देखें
- रासायनिक-यांत्रिक समतलीकरण
- पिरान्हा समाधान
- प्लाज्मा नक़्क़ाशी
- इंसुलेटर पर सिलिकॉन
- वेफर (इलेक्ट्रॉनिक्स)
संदर्भ
- ↑ 1.0 1.1 1.2 RCA Clean. Materials at Colorado School of Mines Archived 2000-03-05 at the Wayback Machine
- ↑ 2.0 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 Kern, W. (1990). "सिलिकॉन वेफर क्लीनिंग टेक्नोलॉजी का विकास". Journal of the Electrochemical Society. 137 (6): 1887–1892. Bibcode:1990JElS..137.1887K. doi:10.1149/1.2086825.
- ↑ W. Kern and D. A. Puotinen: RCA Rev. 31 (1970) 187.
- ↑ Itano, M.; Kern, F. W.; Miyashita, M.; Ohmi, T. (1993). "गीली सफाई प्रक्रिया में सिलिकॉन वेफर सतह से कण हटाना". IEEE Transactions on Semiconductor Manufacturing. 6 (3): 258. doi:10.1109/66.238174.
- ↑ Rudder, Ronald; Thomas, Raymond; Nemanich, Robert (1993). "Chapter 8: Remote Plasma Processing for Silicon Wafer Cleaning". In Kern, Werner (ed.). सेमीकंडक्टर वेफर क्लीनिंग टेक्नोलॉजी की हैंडबुक. Noyes Publications. pp. 356–357. ISBN 978-0-8155-1331-5.
