Վաֆլի մաքրման սկզբունքները, գործընթացները, մեթոդները և սարքավորումները

Նկար՝ Խմբաքանակային և մեկ վաֆլի մաքրման համեմատություն

Վաֆլի մաքրման բնորոշ գործընթացը ներառում է հետևյալ հիմնական քայլերը.

1. Նախնական մաքրում (Նախնական մաքրում)

Նախնական մաքրման նպատակը վաֆլիի մակերեսից ազատ աղտոտիչները և խոշոր մասնիկները հեռացնելն է, որը սովորաբար իրականացվում է ապաիոնացված ջրով (DI Water) լվացման և ուլտրաձայնային մաքրման միջոցով: Ապաիոնացված ջուրը սկզբում կարող է հեռացնել մասնիկները և լուծված խառնուրդները վաֆլիի մակերեսից, մինչդեռ ուլտրաձայնային մաքրումն օգտագործում է կավիտացիայի էֆեկտները՝ մասնիկների և վաֆլիի մակերեսի միջև կապը խզելու համար, ինչը հեշտացնում է դրանց հեռացումը:

2. Քիմիական մաքրում

Քիմիական մաքրումը վաֆլիների մաքրման գործընթացի հիմնական քայլերից մեկն է, որն օգտագործում է քիմիական լուծույթներ՝ վաֆլիի մակերեսից օրգանական նյութերը, մետաղական իոնները և օքսիդները հեռացնելու համար։

Օրգանական նյութերի հեռացում. Սովորաբար, օրգանական աղտոտիչները լուծելու և օքսիդացնելու համար օգտագործվում է ացետոն կամ ամոնիակ/պերօքսիդ խառնուրդ (SC-1): SC-1 լուծույթի համար բնորոշ հարաբերակցությունը NH₄OH է:

₂O₂

₂O = 1:1:5, մոտ 20°C աշխատանքային ջերմաստիճանում։

Մետաղական իոնների հեռացում. Վաֆլիի մակերեսից մետաղական իոնները հեռացնելու համար օգտագործվում են ազոտական ​​թթու կամ աղաթթվի/պերօքսիդի խառնուրդներ (SC-2): SC-2 լուծույթի համար բնորոշ հարաբերակցությունը HCl-ն է:

₂O₂

₂O = 1:1:6, ջերմաստիճանը պահպանվում է մոտավորապես 80°C-ում։

Օքսիդի հեռացում. Որոշ գործընթացներում անհրաժեշտ է հեռացնել բնիկ օքսիդային շերտը վաֆլիի մակերեսից, որի համար օգտագործվում է ֆտորաջրածնային թթվի (ՖԹ) լուծույթ: ՖԹ լուծույթի համար բնորոշ հարաբերակցությունը ՖԹ է:

₂O = 1:50, և այն կարող է օգտագործվել սենյակային ջերմաստիճանում։

3. Վերջնական մաքրում

Քիմիական մաքրումից հետո վաֆլիները սովորաբար ենթարկվում են վերջնական մաքրման փուլի՝ մակերեսին քիմիական մնացորդներ չմնալու համար: Վերջնական մաքրման համար հիմնականում օգտագործվում է ապաիոնացված ջուր՝ մանրակրկիտ լվացման համար: Բացի այդ, օզոնային ջրով մաքրումը (O₃/H₂O) օգտագործվում է վաֆլիի մակերեսից մնացած ցանկացած աղտոտիչ նյութ հեռացնելու համար:

4. Չորացում

Մաքրված վաֆլիները պետք է արագ չորացվեն՝ ջրանիշերի առաջացումը կամ աղտոտիչների կրկնակի կպչումը կանխելու համար: Չորացման տարածված մեթոդներից են պտտվող չորացումը և ազոտի մաքրումը: Առաջինը հեռացնում է խոնավությունը վաֆլիի մակերեսից՝ բարձր արագությամբ պտտելով, մինչդեռ երկրորդը ապահովում է լիակատար չորացում՝ չոր ազոտ գազը վաֆլիի մակերեսով փչելով:

Աղտոտիչ

Մաքրման ընթացակարգի անվանումը

Քիմիական խառնուրդի նկարագրությունը

Քիմիական նյութեր

Մասնիկներ	Պիրանյա (SPM)	Ծծմբական թթու/ջրածնի պերօքսիդ/անջատված ջուր	H2SO4/H2O2/H2O 3-4:1; 90°C
	SC-1 (APM)	Ամոնիումի հիդրօքսիդ/ջրածնի պերօքսիդ/անջատված ջուր	NH4OH/H2O2/H2O 1:4:20; 80°C
Մետաղներ (ոչ պղինձ)	SC-2 (HPM)	Աղաթթու/ջրածնի պերօքսիդ/անջատված ջուր	HCl/H2O2/H2O1:1:6; 85°C
	Պիրանյա (SPM)	Ծծմբական թթու/ջրածնի պերօքսիդ/անջատված ջուր	H2SO4/H2O2/H2O3-4:1; 90°C
	DHF	Նոսրացված ֆտորաջրածնային թթու/անջատված ջուր (չի հեռացնի պղինձը)	HF/H2O1:50
Օրգանական	Պիրանյա (SPM)	Ծծմբական թթու/ջրածնի պերօքսիդ/անջատված ջուր	H2SO4/H2O2/H2O 3-4:1; 90°C
	SC-1 (APM)	Ամոնիումի հիդրօքսիդ/ջրածնի պերօքսիդ/անջատված ջուր	NH4OH/H2O2/H2O 1:4:20; 80°C
	ԴԻՈ3	Օզոն ապաիոնացված ջրում	O3/H2O օպտիմալացված խառնուրդներ
Բնիկ օքսիդ	DHF	Նոսրացված ֆտորաջրածնային թթու/անջատված ջուր	HF/H2O 1:100
	ԲՀՖ	բուֆերացված ֆտորաջրածնային թթու	NH4F/HF/H2O

3. Վաֆլի մաքրման տարածված մեթոդներ

1. RCA մաքրման մեթոդ

RCA մաքրման մեթոդը կիսահաղորդչային արդյունաբերության մեջ վաֆլիների մաքրման ամենատարածված մեթոդներից մեկն է, որը մշակվել է RCA Corporation-ի կողմից ավելի քան 40 տարի առաջ: Այս մեթոդը հիմնականում օգտագործվում է օրգանական աղտոտիչները և մետաղական իոնային խառնուրդները հեռացնելու համար և կարող է իրականացվել երկու փուլով՝ SC-1 (Ստանդարտ մաքրում 1) և SC-2 (Ստանդարտ մաքրում 2):

SC-1 մաքրում. Այս քայլը հիմնականում օգտագործվում է օրգանական աղտոտիչները և մասնիկները հեռացնելու համար: Լուծույթը ամոնիակի, ջրածնի պերօքսիդի և ջրի խառնուրդ է, որը բարակ սիլիցիումի օքսիդի շերտ է առաջացնում վաֆլիի մակերեսին:

SC-2 մաքրում. Այս քայլը հիմնականում օգտագործվում է մետաղական իոնային աղտոտիչները հեռացնելու համար՝ օգտագործելով աղաթթվի, ջրածնի պերօքսիդի և ջրի խառնուրդ: Այն վաֆլիի մակերեսին թողնում է բարակ պասիվացման շերտ՝ կրկնակի աղտոտումը կանխելու համար: