आरसीए क्लीन
आरसीए क्लीन वेफर क्लीन चरणों का एक मानक सेट है जिसे अर्धचालक निर्माण में सिलिकॉन वेफर्स के उच्च तापमान प्रसंस्करण चरणों (ऑक्सीकरण, प्रसार, रासायनिक वाष्प जमाव) से पूर्व निष्पादित करने की आवश्यकता होती है।
वर्नर केर्न ने 1965 में अमेरिका के रेडियो कॉर्पोरेशन आरसीए के लिए कार्य करते हुए मूलभूत प्रक्रिया विकसित की थी।[1][2][3] इसमें क्रम से निष्पादित निम्नलिखित रासायनिक प्रक्रियाएं सम्मिलित हैं:
- कार्बनिक संदूषकों को विस्थापित करना (जैविक स्वच्छ + कण स्वच्छ)
- पतली ऑक्साइड परत को विस्थापित करना (ऑक्साइड स्ट्रिप, वैकल्पिक)
- आयनिक संदूषण को विस्थापित करना (आयनिक स्वच्छ)
मानक विधि
वेफर्स को विआयनीकृत पानी में भिगोकर तैयार किया जाता है। यदि वे अत्यधिक दूषित (दृश्यमान अवशेष) हैं, तो उन्हें पिरान्हा समाधान में प्रारंभिक क्लीन की आवश्यकता हो सकती है। प्रत्येक चरण के बीच वेफर्स को विआयनीकृत पानी से अच्छी तरह से धोया जाता है।[2]
आदर्श रूप से, नीचे दिए गए चरणों को फ्यूज्ड सिलिका या फ़्यूज्ड क्वार्टज़ जहाजों में तैयार किए गए समाधानों में वेफर्स को डुबो कर किया जाता है (बोरोसिल ग्लास वेयर का उपयोग नहीं किया जाना चाहिए, क्योंकि इसकी अशुद्धियाँ बाहर निकल जाती हैं और संदूषण का कारण बनती हैं). इसी तरह यह अनुशंसा की जाती है कि वेफ़र को दोबारा दूषित करने वाली अशुद्धियों से बचने के लिए उपयोग किए जाने वाले रसायन इलेक्ट्रॉनिक ग्रेड (या सीएमओएस ग्रेड) के हों।[2]
पहला चरण (एससी-1): जैविक स्वच्छ + कण स्वच्छ
पहला चरण (जिसे एससी-1 कहा जाता है, जहां एससी का मतलब स्टैंडर्ड क्लीन है) (अनुपात भिन्न हो सकते हैं) के समाधान के साथ किया जाता है।[2]
- विआयनीकृत जल के 5 भाग
- अमोनिया पानी का 1 भाग, (NH के भार से 29%)3)
- जलीय H2O2 का 1 भाग (हाइड्रोजन पेरोक्साइड, 30%)
75 या 80°C पर[1] सामान्यतः 10 मिनट के लिए. यह बेस-पेरोक्साइड मिश्रण कार्बनिक अवशेषों को हटा देता है। कण भी बहुत प्रभावी ढंग से हटा दिए जाते हैं, यहां तक कि अघुलनशील कण भी, क्योंकि SC-1 सतह और कण जीटा क्षमता को संशोधित करता है और उन्हें पीछे हटाने का कारण बनता है।[4] इस उपचार के परिणामस्वरूप सिलिकॉन सतह पर एक पतली सिलिकॉन डाइऑक्साइड परत (लगभग 10 एंगस्ट्रॉम) का निर्माण होता है, साथ ही कुछ हद तक धातु संदूषण (विशेष रूप से लोहा) होता है जिसे बाद के चरणों में हटा दिया जाएगा।
दूसरा चरण (वैकल्पिक): ऑक्साइड स्ट्रिप
वैकल्पिक दूसरा चरण (नंगे सिलिकॉन वेफर्स के लिए) पतली ऑक्साइड परत और कुछ को हटाने के लिए 25 डिग्री सेल्सियस पर जलीय एचएफ (हाइड्रोफ्लुओरिक अम्ल ) के 1:100 या 1:50 घोल में लगभग पंद्रह सेकंड के लिए डुबोना है। आयनिक संदूषकों का अंश. यदि यह चरण अति उच्च शुद्धता सामग्री और अति स्वच्छ कंटेनरों के बिना किया जाता है, तो इससे पुन: संदूषण हो सकता है क्योंकि नंगी सिलिकॉन सतह बहुत प्रतिक्रियाशील होती है। किसी भी स्थिति में, अगला चरण (एससी-2) ऑक्साइड परत को घोलता है और दोबारा उगाता है।[2]
तीसरा चरण (एससी-2): आयनिक स्वच्छ
तीसरा और अंतिम चरण (जिसे SC-2 कहा जाता है) (अनुपात भिन्न हो सकते हैं) के समाधान के साथ किया जाता है[2]
- विआयनीकृत जल के 6 भाग
- जलीय HCl का 1 भाग (हाइड्रोक्लोरिक एसिड, वजन के अनुसार 37%)
- जलीय H2O2 का 1 भाग (हाइड्रोजन पेरोक्साइड, 30%)
75 या 80°C पर, आमतौर पर 10 मिनट के लिए। यह उपचार धात्विक (आयनिक) संदूषकों के शेष निशानों को प्रभावी ढंग से हटा देता है, जिनमें से कुछ को SC-1 क्लीन चरण में पेश किया गया था।[1]यह वेफर सतह पर एक पतली निष्क्रिय परत भी छोड़ता है, जो सतह को बाद के संदूषण से बचाता है (नंगे उजागर सिलिकॉन तुरंत दूषित हो जाता है)।[2]
चौथा चरण: धोना और सुखाना
आरसीए की क्लीन उच्च शुद्धता वाले रसायनों और साफ कांच के बर्तनों के साथ की जाती है, इससे वेफर की सतह बहुत साफ हो जाती है, किन्तु वेफर अभी भी पानी में डूबा हुआ है। धोने और सुखाने के चरण सही ढंग से किए जाने चाहिए (उदाहरण के लिए, बहते पानी के साथ) क्योंकि सतह को पानी की सतह पर तैरने वाले कार्बनिक पदार्थों और कणों द्वारा सरलता से पुन: दूषित किया जा सकता है। वेफर को प्रभावी ढंग से धोने और सुखाने के लिए विभिन्न प्रक्रियाओं का उपयोग किया जा सकता है।[2]
अतिरिक्त
पूर्व सीटू क्लीन प्रक्रिया में ट्राईक्लोरोइथीलीन, एसीटोन और मेथनॉल में वेफर को अल्ट्रासोनिक रूप से डीग्रीज़ करना है।[5]
यह भी देखें
- रासायनिक-यांत्रिक समतलीकरण
- पिरान्हा समाधान
- प्लाज्मा निक्षारण
- 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 सफाई प्रौद्योगिकी 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.
