سیمی کنڈکٹر گیلے صفائی کا عمل

خلاصہ: جیسے جیسے ٹرانزسٹرز کا سائز سکڑتا جا رہا ہے، ویفر کی تیاری کا عمل تیزی سے پیچیدہ ہوتا جا رہا ہے، اور سیمی کنڈکٹر گیلی صفائی کی ٹیکنالوجی کے تقاضے زیادہ سے زیادہ ہوتے جا رہے ہیں۔ روایتی سیمی کنڈکٹر کی صفائی کی ٹیکنالوجی پر مبنی، یہ کاغذ جدید سیمی کنڈکٹر مینوفیکچرنگ میں ویفر کی صفائی کی ٹیکنالوجی اور صفائی کے مختلف عملوں کے صفائی کے اصولوں کو متعارف کرایا ہے۔ معیشت اور ماحولیاتی تحفظ کے نقطہ نظر سے، ویفر کی صفائی کے عمل کی ٹیکنالوجی کو بہتر بنانا جدید ویفر مینوفیکچرنگ کی ضروریات کو بہتر طریقے سے پورا کر سکتا ہے۔

0 تعارف صفائی کا عمل پورے سیمی کنڈکٹر مینوفیکچرنگ کے عمل میں ایک اہم کڑی ہے اور سیمی کنڈکٹر آلات کی کارکردگی اور پیداوار کو متاثر کرنے والے اہم عوامل میں سے ایک ہے۔ چپ بنانے کے عمل میں، کوئی بھی آلودگی سیمی کنڈکٹر آلات کی کارکردگی کو متاثر کر سکتی ہے اور یہاں تک کہ ناکامی کا سبب بن سکتی ہے [1-2]۔ اس لیے، چپ کی تیاری میں تقریباً ہر عمل سے پہلے اور بعد میں صفائی کے عمل کی ضرورت ہوتی ہے تاکہ سطح کی آلودگیوں کو ہٹایا جا سکے اور ویفر کی سطح کی صفائی کو یقینی بنایا جا سکے، جیسا کہ شکل 1 میں دکھایا گیا ہے۔ صفائی کا عمل چپ بنانے کے عمل میں سب سے زیادہ تناسب والا عمل ہے۔ , تمام چپ مینوفیکچرنگ کے عمل کے تقریبا 30% کے لئے اکاؤنٹنگ.

انتہائی بڑے پیمانے پر مربوط سرکٹس کی ترقی کے ساتھ، چپ پروسیس نوڈس 28nm، 14nm اور اس سے بھی زیادہ جدید نوڈس میں داخل ہو چکے ہیں، انضمام میں مسلسل اضافہ ہوتا رہا ہے، لائن کی چوڑائی مسلسل کم ہوتی جا رہی ہے، اور عمل کا بہاؤ زیادہ پیچیدہ ہو گیا ہے [ 3]۔ اعلی درجے کی نوڈ چپ مینوفیکچرنگ آلودگی کے لیے زیادہ حساس ہے، اور چھوٹے سائز کے حالات میں آلودگی کی صفائی زیادہ مشکل ہے، جس سے صفائی کے عمل کے مراحل میں اضافہ ہوتا ہے، جو صفائی کے عمل کو مزید پیچیدہ، زیادہ اہم اور زیادہ چیلنجنگ بناتا ہے [4-5] . 90nm چپس کی صفائی کا عمل تقریباً 90 قدموں پر مشتمل ہے، اور 20nm چپس کی صفائی کا عمل 215 مراحل تک پہنچ گیا ہے۔ جیسا کہ چِپ مینوفیکچرنگ 14nm، 10nm اور اس سے بھی زیادہ نوڈس میں داخل ہوتی ہے، صفائی کے عمل کی تعداد میں اضافہ ہوتا رہے گا، جیسا کہ شکل 2 میں دکھایا گیا ہے۔

1 سیمی کنڈکٹر کی صفائی کے عمل کا تعارف

صفائی کے عمل سے مراد کیمیکل ٹریٹمنٹ، گیس اور جسمانی طریقوں کے ذریعے ویفر کی سطح پر موجود نجاست کو دور کرنے کا عمل ہے۔ سیمی کنڈکٹر مینوفیکچرنگ کے عمل میں، ویفر کی سطح پر موجود ذرات، دھاتیں، نامیاتی مادے، اور قدرتی آکسائیڈ کی تہہ جیسی نجاست سیمی کنڈکٹر ڈیوائس کی کارکردگی، بھروسے اور یہاں تک کہ پیداوار کو متاثر کر سکتی ہے [6-8]۔

صفائی کے عمل کو مختلف ویفر مینوفیکچرنگ کے عمل کے درمیان ایک پل کہا جا سکتا ہے۔ مثال کے طور پر، صفائی کا عمل کوٹنگ کے عمل سے پہلے، فوٹو لیتھوگرافی کے عمل سے پہلے، اینچنگ کے عمل کے بعد، مکینیکل پیسنے کے عمل کے بعد، اور آئن امپلانٹیشن کے عمل کے بعد بھی استعمال کیا جاتا ہے۔ صفائی کے عمل کو تقریباً دو اقسام میں تقسیم کیا جا سکتا ہے، یعنی گیلی صفائی اور خشک صفائی۔

1.1 گیلی صفائی

گیلے صفائی کا مطلب ویفر کو صاف کرنے کے لیے کیمیائی سالوینٹس یا ڈیونائزڈ پانی کا استعمال کرنا ہے۔ طریقہ کار کے مطابق، گیلی صفائی کو دو قسموں میں تقسیم کیا جا سکتا ہے: وسرجن کا طریقہ اور چھڑکنے کا طریقہ، جیسا کہ شکل 3 میں دکھایا گیا ہے۔ وسرجن کا طریقہ یہ ہے کہ ویفر کو کیمیکل سالوینٹس یا ڈیونائزڈ پانی سے بھرے کنٹینر ٹینک میں ڈبو دیا جائے۔ وسرجن کا طریقہ ایک وسیع پیمانے پر استعمال شدہ طریقہ ہے، خاص طور پر کچھ نسبتاً بالغ نوڈس کے لیے۔ چھڑکنے کا طریقہ نجاست کو دور کرنے کے لیے گھومنے والے ویفر پر کیمیائی سالوینٹس یا ڈیونائزڈ پانی کا چھڑکاؤ کرنا ہے۔ وسرجن کا طریقہ ایک ہی وقت میں متعدد ویفرز پر کارروائی کر سکتا ہے، جبکہ چھڑکنے کا طریقہ ایک آپریٹنگ چیمبر میں ایک وقت میں صرف ایک ویفر پر کارروائی کر سکتا ہے۔ ٹیکنالوجی کی ترقی کے ساتھ، صفائی کی ٹیکنالوجی کی ضروریات زیادہ سے زیادہ ہوتی جا رہی ہیں، اور چھڑکنے کے طریقہ کار کا استعمال زیادہ سے زیادہ وسیع ہوتا جا رہا ہے۔

1.2 خشک صفائی

جیسا کہ نام سے ظاہر ہے، ڈرائی کلیننگ ایک ایسا عمل ہے جو کیمیائی سالوینٹس یا ڈیونائزڈ پانی کا استعمال نہیں کرتا ہے، بلکہ صفائی کے لیے گیس یا پلازما کا استعمال کرتا ہے۔ ٹیکنالوجی کے نوڈس کی مسلسل ترقی کے ساتھ، صفائی کے عمل کی ضروریات زیادہ سے زیادہ [9-10] ہو رہی ہیں، اور استعمال کا تناسب بھی بڑھ رہا ہے۔ گیلی صفائی سے پیدا ہونے والا فضلہ مائع بھی بڑھ رہا ہے۔ گیلی صفائی کے مقابلے میں، ڈرائی کلیننگ میں زیادہ سرمایہ کاری کی لاگت، سازوسامان کے پیچیدہ آپریشن، اور صفائی کے زیادہ سخت حالات ہوتے ہیں۔ تاہم، کچھ نامیاتی مادّے اور نائٹرائڈز اور آکسائیڈز کو ہٹانے کے لیے، ڈرائی کلیننگ زیادہ درستگی اور بہترین نتائج رکھتی ہے۔

2 سیمی کنڈکٹر مینوفیکچرنگ میں گیلے صفائی کی ٹیکنالوجی کلیننگ مائع کے مختلف اجزاء کے مطابق، سیمی کنڈکٹر مینوفیکچرنگ میں عام طور پر استعمال ہونے والی گیلی صفائی کی ٹیکنالوجی کو ٹیبل 1 میں دکھایا گیا ہے۔

2.1 DIW صفائی کی ٹیکنالوجی

سیمی کنڈکٹر مینوفیکچرنگ کے گیلے صفائی کے عمل میں، سب سے زیادہ استعمال ہونے والا کلیننگ مائع ڈیونائزڈ واٹر (DIW) ہے۔ پانی conductive anions اور cations پر مشتمل ہے. ڈیونائزڈ پانی پانی میں سے کنڈکٹیو آئنوں کو ہٹاتا ہے، جس سے پانی بنیادی طور پر نان کنڈکٹیو بن جاتا ہے۔ سیمی کنڈکٹر مینوفیکچرنگ میں، خام پانی کو براہ راست استعمال کرنے کی بالکل اجازت نہیں ہے۔ ایک طرف، خام پانی میں موجود کیشنز اور آئن ویفر کے آلے کی ساخت کو آلودہ کر دیں گے، اور دوسری طرف، یہ آلہ کی کارکردگی کو منحرف کرنے کا سبب بن سکتا ہے۔ مثال کے طور پر، کچا پانی ویفر کی سطح پر موجود مواد کے ساتھ رد عمل ظاہر کر سکتا ہے، یا ویفر پر موجود کچھ دھاتوں کے ساتھ بیٹری کا سنکنرن بنا سکتا ہے، اور ویفر کی سطح کی مزاحمتی صلاحیت میں براہ راست تبدیلی کا سبب بھی بن سکتا ہے، جس کے نتیجے میں ایک اہم ویفر کی پیداوار میں کمی یا یہاں تک کہ براہ راست سکریپنگ۔ سیمی کنڈکٹر مینوفیکچرنگ کے گیلے صفائی کے عمل میں، DIW کے دو اہم اطلاقات ہیں۔

(1) ویفر کی سطح کو صاف کرنے کے لیے صرف DIW استعمال کریں۔ مختلف شکلیں ہیں جیسے رولر، برش یا نوزلز، اور بنیادی مقصد ویفر کی سطح پر موجود کچھ نجاستوں کو صاف کرنا ہے۔ اعلی درجے کے سیمی کنڈکٹر مینوفیکچرنگ کے عمل میں، صفائی کا طریقہ تقریباً ہمیشہ ایک ہی ویفر کا طریقہ ہوتا ہے، یعنی ایک ہی وقت میں چیمبر میں صرف ایک ویفر کو صاف کیا جا سکتا ہے۔ ایک ویفر کی صفائی کا طریقہ بھی اوپر متعارف کرایا گیا ہے۔ استعمال شدہ صفائی کا طریقہ سپن سپرے طریقہ ہے۔ ویفر کی گردش کے دوران، ویفر کی سطح کو رولرس، برش، نوزلز وغیرہ سے صاف کیا جاتا ہے۔ اس عمل میں، ویفر ہوا کے خلاف رگڑتا ہے، اس طرح جامد بجلی پیدا ہوتی ہے۔ جامد بجلی ویفر کی سطح پر نقائص کا سبب بن سکتی ہے یا براہ راست ڈیوائس کی ناکامی کا سبب بن سکتی ہے۔ سیمی کنڈکٹر ٹیکنالوجی نوڈ جتنا اونچا ہوگا، نقائص کو سنبھالنے کی ضرورتیں اتنی ہی زیادہ ہوں گی۔ لہذا، اعلی درجے کی سیمی کنڈکٹر مینوفیکچرنگ کے DIW گیلے صفائی کے عمل میں، اس کے عمل کی ضروریات زیادہ ہیں. DIW بنیادی طور پر نان کنڈکٹیو ہے، اور صفائی کے عمل کے دوران پیدا ہونے والی جامد بجلی اچھی طرح سے خارج نہیں ہو سکتی۔ لہذا، جدید سیمی کنڈکٹر مینوفیکچرنگ پروسیس نوڈس میں، ویفر کو آلودہ کیے بغیر چالکتا بڑھانے کے لیے، کاربن ڈائی آکسائیڈ گیس (CO2) کو عام طور پر DIW میں ملایا جاتا ہے۔ مختلف عمل کی ضروریات کی وجہ سے، امونیا گیس (NH3) کو کچھ معاملات میں DIW میں ملایا جاتا ہے۔

(2) ویفر سطح پر بقایا صفائی مائع کو صاف کریں۔ ویفر کی سطح کو صاف کرنے کے لیے دیگر صفائی والے مائعات کا استعمال کرتے وقت، صفائی کے مائع کے استعمال کے بعد، جیسے ہی ویفر گھومتا ہے، اگرچہ صفائی کا زیادہ تر مائع باہر پھینک دیا گیا ہے، پھر بھی ویفر کی سطح پر صفائی کے مائع کی تھوڑی مقدار باقی رہے گی، اور ویفر کی سطح کو صاف کرنے کے لیے DIW کی ضرورت ہے۔ یہاں DIW کا بنیادی کام ویفر کی سطح پر بقایا کلیننگ مائع کو صاف کرنا ہے۔ ویفر کی سطح کو صاف کرنے کے لیے کلیننگ مائع استعمال کرنے کا مطلب یہ نہیں ہے کہ یہ صفائی کرنے والے مائع کبھی بھی ویفر کو خراب نہیں کریں گے، لیکن ان کی اینچنگ کی شرح کافی کم ہے، اور قلیل مدتی صفائی ویفر کو متاثر نہیں کرے گی۔ تاہم، اگر بقایا صفائی مائع کو مؤثر طریقے سے نہیں ہٹایا جا سکتا ہے اور بقایا صفائی مائع کو زیادہ دیر تک ویفر کی سطح پر رہنے دیا جاتا ہے، تب بھی یہ ویفر کی سطح کو خراب کر دے گا۔ اس کے علاوہ، یہاں تک کہ اگر صفائی کا محلول بہت کم خراب ہو جاتا ہے، تب بھی ویفر میں صفائی کا بقایا حل بے کار ہے، جس سے ڈیوائس کی حتمی کارکردگی متاثر ہونے کا امکان ہے۔ لہذا، صفائی کے محلول سے ویفر کو صاف کرنے کے بعد، صفائی کے بقایا محلول کو وقت پر صاف کرنے کے لیے DIW کا استعمال یقینی بنائیں۔

2.2 HF صفائی کی ٹیکنالوجی

جیسا کہ ہم سب جانتے ہیں، ریت کو ایک کور میں بہتر کیا جاتا ہے۔ چپ ایک واحد کرسٹل سلکان ویفر پر بے شمار نقش و نگار سے بنتی ہے۔ چپ پر اہم جزو سنگل کرسٹل سلکان ہے۔ سنگل کرسٹل سلیکون کی سطح پر بننے والی قدرتی آکسائیڈ پرت (SiO2) کو صاف کرنے کا سب سے سیدھا اور مؤثر طریقہ یہ ہے کہ صاف کرنے کے لیے HF (ہائیڈرو فلورک ایسڈ) کا استعمال کیا جائے۔ لہذا، یہ کہا جا سکتا ہے کہ HF صفائی DIW کے بعد دوسرے نمبر پر صفائی کی ٹیکنالوجی ہے۔ HF کی صفائی سنگل کرسٹل سلکان کی سطح پر موجود قدرتی آکسائیڈ کی تہہ کو مؤثر طریقے سے ہٹا سکتی ہے، اور قدرتی آکسائیڈ پرت کی سطح سے جڑی دھات بھی صفائی کے محلول میں گھل جائے گی۔ ایک ہی وقت میں، HF قدرتی آکسائڈ فلم کی تشکیل کو مؤثر طریقے سے روک سکتا ہے. لہذا، HF صفائی کی ٹیکنالوجی کچھ دھاتی آئنوں، قدرتی آکسائڈ کی تہہ اور کچھ ناپاک ذرات کو ہٹا سکتی ہے۔ تاہم، HF صفائی کی ٹیکنالوجی میں بھی کچھ ناگزیر مسائل ہیں۔ مثال کے طور پر، سلیکون ویفر کی سطح پر موجود قدرتی آکسائیڈ کی تہہ کو ہٹاتے ہوئے، سلیکون ویفر کی سطح پر کچھ چھوٹے گڑھے کھردری ہونے کے بعد رہ جائیں گے، جو ویفر کی سطح کی کھردری کو براہ راست متاثر کرتے ہیں۔ اس کے علاوہ، سطح کی آکسائیڈ فلم کو ہٹاتے وقت، HF کچھ دھاتوں کو بھی ہٹا دے گا، لیکن کچھ دھاتیں HF کے ذریعے خراب نہیں ہونا چاہتیں۔ سیمی کنڈکٹر ٹیکنالوجی نوڈس کی مسلسل ترقی کے ساتھ، HF کے ذریعے ان دھاتوں کو خراب نہ کرنے کی ضرورتیں زیادہ سے زیادہ ہوتی جا رہی ہیں، جس کے نتیجے میں HF کلیننگ ٹیکنالوجی کو ان جگہوں پر استعمال نہیں کیا جا سکتا جہاں اسے استعمال کیا جا سکتا تھا۔ ایک ہی وقت میں، کچھ دھاتیں جو صفائی کے محلول میں داخل ہوتی ہیں اور سلکان ویفر کی سطح پر چپک جاتی ہیں کیونکہ قدرتی آکسائیڈ فلم گھل جاتی ہے انہیں HF کے ذریعے آسانی سے نہیں ہٹایا جاتا، جس کے نتیجے میں وہ سلیکون ویفر کی سطح پر باقی رہ جاتی ہیں۔ مندرجہ بالا مسائل کے جواب میں، کچھ بہتر طریقے تجویز کیے گئے ہیں۔ مثال کے طور پر، HF کے ارتکاز کو کم کرنے کے لیے HF کو زیادہ سے زیادہ پتلا کریں۔ HF میں آکسیڈینٹ شامل کریں، یہ طریقہ قدرتی آکسائیڈ کی تہہ کی سطح سے جڑی دھات کو مؤثر طریقے سے ہٹا سکتا ہے، اور آکسیڈینٹ سطح پر موجود دھات کو آکسائڈائز کر کے آکسائیڈز بناتا ہے، جسے تیزابی حالات میں ہٹانا آسان ہوتا ہے۔ ایک ہی وقت میں، HF پچھلی قدرتی آکسائیڈ پرت کو ہٹا دے گا، اور آکسیڈینٹ سنگل کرسٹل سلکان کو آکسائڈائز کر کے سطح پر ایک نئی آکسائیڈ پرت بنائے گا تاکہ دھات کو سنگل کرسٹل سلکان کی سطح سے منسلک ہونے سے روکا جا سکے۔ HF میں anionic سرفیکٹنٹ شامل کریں، تاکہ HF کلیننگ سلوشن میں سنگل کرسٹل سلکان کی سطح منفی پوٹینشل ہو، اور پارٹیکل کی سطح مثبت پوٹینشل ہو۔ اینیونک سرفیکٹنٹ کو شامل کرنے سے سلیکون کی سطح کی پوٹینشل بن سکتی ہے اور ذرہ کی سطح کی ایک ہی علامت ہوتی ہے، یعنی ذرہ کی سطح کی صلاحیت مثبت سے منفی میں بدل جاتی ہے، جو کہ سلیکون ویفر کی سطح کی منفی پوٹینشل کے برابر نشانی ہے۔ تاکہ سیلیکون ویفر کی سطح اور ذرہ کی سطح کے درمیان برقی ریپولیشن پیدا ہو، اس طرح ذرات کو جوڑنے سے روکا جائے؛ HF کلیننگ سلوشن میں کمپلیکسنگ ایجنٹ کو شامل کریں تاکہ نجاستوں کے ساتھ ایک کمپلیکس بن سکے، جو براہ راست صفائی کے محلول میں گھل جاتا ہے اور سلکان ویفر کی سطح سے منسلک نہیں ہوگا۔

2.3 SC1 صفائی کی ٹیکنالوجی

ویفر کی سطح سے آلودگی کو دور کرنے کے لیے SC1 صفائی کی ٹیکنالوجی سب سے عام، کم لاگت اور اعلیٰ کارکردگی کا طریقہ ہے۔ SC1 صفائی کی ٹیکنالوجی ایک ہی وقت میں نامیاتی مادے، کچھ دھاتی آئنوں اور سطح کے کچھ ذرات کو ہٹا سکتی ہے۔ نامیاتی مادے کو ہٹانے کے لیے SC1 کا اصول ہائیڈروجن پیرو آکسائیڈ کے آکسیڈائزنگ اثر اور NH4OH کے تحلیل ہونے والے اثر کو استعمال کرتے ہوئے نامیاتی آلودگی کو پانی میں گھلنشیل مرکبات میں تبدیل کرنا ہے، اور پھر انہیں محلول کے ساتھ خارج کرنا ہے۔ اس کی آکسائڈائزنگ اور پیچیدہ خصوصیات کی وجہ سے، SC1 محلول کچھ دھاتی آئنوں کو آکسائڈائز کر سکتا ہے، ان دھاتی آئنوں کو ہائی ویلنٹ آئنوں میں تبدیل کر سکتا ہے، اور پھر اس کے بعد الکلی کے ساتھ تعامل کر کے حل کے ساتھ خارج ہونے والے محلول بناتا ہے۔ تاہم، کچھ دھاتوں میں آکسیڈیشن کے بعد پیدا ہونے والی آکسائیڈز کی زیادہ آزاد توانائی ہوتی ہے، جو کہ ویفر کی سطح پر آکسائیڈ فلم کو لگانا آسان ہے (کیونکہ SC1 محلول میں مخصوص آکسیڈائزنگ خصوصیات ہیں اور وہ ویفر کی سطح پر ایک آکسائیڈ فلم بنائے گی)، اس لیے وہ ہٹانا آسان نہیں ہے، جیسے کہ ال اور فی جیسی دھاتیں۔ دھاتی آئنوں کو ہٹاتے وقت، ویفر کی سطح پر دھات کے جذب اور ڈیسورپشن کی شرح بالآخر ایک توازن تک پہنچ جائے گی۔ لہذا، اعلی درجے کی مینوفیکچرنگ کے عمل میں، صفائی کے سیال کو ایک بار ان عملوں کے لئے استعمال کیا جاتا ہے جو دھاتی آئنوں کے لئے اعلی ضروریات رکھتے ہیں. اسے استعمال کے بعد براہ راست خارج کر دیا جاتا ہے اور دوبارہ استعمال نہیں کیا جائے گا۔ مقصد صفائی کے سیال میں دھاتی مواد کو کم کرنا ہے تاکہ ویفر کی سطح پر دھات کو زیادہ سے زیادہ دھویا جا سکے۔ SC1 صفائی کی ٹیکنالوجی بھی مؤثر طریقے سے سطح کے ذرات کی آلودگی کو دور کر سکتی ہے، اور اہم طریقہ کار برقی ریپلشن ہے۔ اس عمل میں، بہتر صفائی کے اثرات حاصل کرنے کے لیے الٹراسونک اور میگاسونک صفائی کی جا سکتی ہے۔ SC1 کلیننگ ٹیکنالوجی کا ویفر کی سطح کی کھردری پر نمایاں اثر پڑے گی۔ ویفر کی سطح کی کھردری پر SC1 کلیننگ ٹیکنالوجی کے اثرات کو کم کرنے کے لیے، یہ ضروری ہے کہ صفائی کے سیال اجزاء کا مناسب تناسب بنایا جائے۔ ایک ہی وقت میں، کم سطح کے تناؤ کے ساتھ صاف کرنے والے سیال کا استعمال ذرہ ہٹانے کی شرح کو مستحکم کر سکتا ہے، ہٹانے کی اعلی کارکردگی کو برقرار رکھتا ہے، اور ویفر کی سطح کی کھردری پر اثر کو کم کر سکتا ہے۔ SC1 کلیننگ فلو میں سرفیکٹنٹس شامل کرنے سے صفائی کرنے والے سیال کی سطحی تناؤ کو کم کیا جا سکتا ہے۔ اس کے علاوہ، SC1 کلیننگ فلو میں چیلیٹنگ ایجنٹوں کو شامل کرنے سے صفائی کرنے والے سیال میں دھات مسلسل چیلیٹس بن سکتی ہے، جو دھاتوں کی سطح کے چپکنے کو روکنے کے لیے فائدہ مند ہے۔

2.4 SC2 صفائی کی ٹیکنالوجی

SC2 صفائی کی ٹیکنالوجی بھی ایک کم لاگت گیلی صفائی کی ٹیکنالوجی ہے جس میں آلودگی کو ہٹانے کی اچھی صلاحیت ہے۔ SC2 میں انتہائی مضبوط پیچیدہ خصوصیات ہیں اور یہ آکسیڈیشن سے پہلے دھاتوں کے ساتھ رد عمل ظاہر کر کے نمکیات بنا سکتے ہیں، جنہیں صفائی کے محلول سے ہٹا دیا جاتا ہے۔ کلورائڈ آئنوں کے ساتھ آکسائڈائزڈ دھاتی آئنوں کے رد عمل سے بننے والے گھلنشیل کمپلیکس کو بھی صفائی کے محلول سے ہٹا دیا جائے گا۔ یہ کہا جا سکتا ہے کہ ویفر کو متاثر نہ کرنے کی شرط کے تحت، SC1 صفائی ٹیکنالوجی اور SC2 صفائی ٹیکنالوجی ایک دوسرے کی تکمیل کرتی ہیں۔ صفائی کے محلول میں دھات کے چپکنے کا رجحان الکلائن کلیننگ سلوشن (یعنی ایس سی 1 کلیننگ سلوشن) میں ہونا آسان ہے اور تیزابی محلول (ایس سی 2 کلیننگ سلوشن) میں ہونا آسان نہیں ہے، اور اس میں دھاتوں کو ہٹانے کی مضبوط صلاحیت ہے۔ ویفر سطح پر. تاہم، اگرچہ SC1 کی صفائی کے بعد Cu جیسی دھاتوں کو ہٹایا جا سکتا ہے، تاہم ویفر کی سطح پر بننے والی قدرتی آکسائیڈ فلم کے کچھ دھاتی چپکنے کے مسائل حل نہیں ہوئے ہیں، اور یہ SC2 کی صفائی کی ٹیکنالوجی کے لیے موزوں نہیں ہے۔

2.5 O3 صفائی کی ٹیکنالوجی

چپ بنانے کے عمل میں، O3 صفائی ٹیکنالوجی بنیادی طور پر نامیاتی مادے کو ہٹانے اور DIW کو جراثیم سے پاک کرنے کے لیے استعمال ہوتی ہے۔ O3 کی صفائی میں ہمیشہ آکسیکرن شامل ہوتا ہے۔ عام طور پر، O3 کو کچھ نامیاتی مادے کو ہٹانے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے، لیکن O3 کے آکسیکرن کی وجہ سے، ویفر کی سطح پر دوبارہ جمع ہو جائے گا۔ لہذا، HF عام طور پر O3 استعمال کرنے کے عمل میں استعمال ہوتا ہے۔ اس کے علاوہ، O3 کے ساتھ HF استعمال کرنے کا عمل کچھ دھاتی آئنوں کو بھی ہٹا سکتا ہے۔ واضح رہے کہ عام طور پر، زیادہ درجہ حرارت نامیاتی مادے، ذرات اور یہاں تک کہ دھاتی آئنوں کو دور کرنے کے لیے فائدہ مند ہوتا ہے۔ تاہم، O3 صفائی کی ٹیکنالوجی کا استعمال کرتے وقت، درجہ حرارت بڑھنے کے ساتھ ساتھ DIW میں تحلیل O3 کی مقدار کم ہو جائے گی۔ دوسرے لفظوں میں، درجہ حرارت بڑھنے کے ساتھ ہی DIW میں تحلیل شدہ O3 کا ارتکاز کم ہو جائے گا۔ لہذا، صفائی کی کارکردگی کو زیادہ سے زیادہ کرنے کے لیے O3 عمل کی تفصیلات کو بہتر بنانا ضروری ہے۔ سیمی کنڈکٹر مینوفیکچرنگ میں، O3 کو DIW کو جراثیم سے پاک کرنے کے لیے بھی استعمال کیا جا سکتا ہے، بنیادی طور پر اس لیے کہ پینے کے پانی کو صاف کرنے کے لیے استعمال ہونے والے مادوں میں عام طور پر کلورین ہوتی ہے، جو چپ کی تیاری کے شعبے میں ناقابل قبول ہے۔ ایک اور وجہ یہ ہے کہ O3 آکسیجن میں گل جائے گا اور DIW سسٹم کو آلودہ نہیں کرے گا۔ تاہم، DIW میں آکسیجن کے مواد کو کنٹرول کرنا ضروری ہے، جو سیمی کنڈکٹر کی تیاری میں استعمال کی ضروریات سے زیادہ نہیں ہو سکتا۔ 2.6 نامیاتی سالوینٹس کی صفائی کی ٹیکنالوجی سیمی کنڈکٹر مینوفیکچرنگ کے عمل میں، کچھ خاص عمل اکثر شامل ہوتے ہیں۔ بہت سے معاملات میں، اوپر متعارف کرائے گئے طریقوں کو استعمال نہیں کیا جا سکتا کیونکہ صفائی کی کارکردگی کافی نہیں ہے، کچھ اجزاء جنہیں دھویا نہیں جا سکتا ان پر کھدائی کی جاتی ہے، اور آکسائیڈ فلمیں نہیں بن سکتیں۔ اس لیے صفائی کے مقصد کو حاصل کرنے کے لیے کچھ نامیاتی سالوینٹس بھی استعمال کیے جاتے ہیں۔

3 نتیجہ

سیمی کنڈکٹر مینوفیکچرنگ کے عمل میں، صفائی کا عمل سب سے زیادہ تکرار کے ساتھ عمل ہے۔ صفائی کی مناسب ٹیکنالوجی کا استعمال چپ مینوفیکچرنگ کی پیداوار کو بہت بہتر بنا سکتا ہے۔ سلیکون ویفرز کے بڑے سائز اور ڈیوائس کے ڈھانچے کے چھوٹے ہونے کے ساتھ، اسٹیکنگ ڈینسٹی انڈیکس میں اضافہ ہوتا ہے، اور ویفر کلیننگ ٹیکنالوجی کے تقاضے زیادہ سے زیادہ ہوتے جا رہے ہیں۔ ویفر سطح کی صفائی، سطح کی کیمیائی حالت، کھردری اور آکسائیڈ فلم کی موٹائی کے لیے مزید سخت تقاضے ہیں۔ بالغ عمل ٹیکنالوجی کی بنیاد پر، یہ مضمون جدید ویفر مینوفیکچرنگ میں ویفر کی صفائی کی ٹیکنالوجی اور صفائی کے مختلف عملوں کے صفائی کے اصولوں کو متعارف کرایا گیا ہے۔ معیشت اور ماحولیاتی تحفظ کے نقطہ نظر سے، ویفر کی صفائی کے عمل کی ٹیکنالوجی کو بہتر بنانا جدید ویفر مینوفیکچرنگ کی ضروریات کو بہتر طریقے سے پورا کر سکتا ہے۔