Վաֆլի մաքրման սկզբունքներ, գործընթացներ, մեթոդներ և սարքավորումներ

Նկար. Համեմատություն խմբաքանակի և մեկ վաֆլի մաքրման միջև

Վաֆլի մաքրման տիպիկ գործընթացը ներառում է հետևյալ հիմնական քայլերը.

1. Նախնական մաքրում (նախապես մաքրում)

Նախնական մաքրման նպատակն է հեռացնել չամրացված աղտոտիչները և խոշոր մասնիկները վաֆլի մակերեսից, ինչը սովորաբար ձեռք է բերվում դեոնացված ջրով (DI Water) ողողման և ուլտրաձայնային մաքրման միջոցով: Դիոնացված ջուրը սկզբում կարող է հեռացնել մասնիկները և լուծված կեղտերը վաֆլի մակերեսից, մինչդեռ ուլտրաձայնային մաքրումը օգտագործում է կավիտացիոն էֆեկտներ՝ մասնիկների և վաֆլի մակերեսի միջև կապը կոտրելու համար, ինչը հեշտացնում է դրանց տեղահանումը:

2. Քիմիական մաքրում

Քիմիական մաքրումը վաֆլի մաքրման գործընթացի հիմնական քայլերից մեկն է՝ օգտագործելով քիմիական լուծույթներ՝ օրգանական նյութերը, մետաղական իոնները և օքսիդները վաֆլի մակերեսից հեռացնելու համար:

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

₂O2

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

Մետաղական իոնների հեռացում. ազոտաթթու կամ աղաթթու/պերօքսիդ խառնուրդներ (SC-2) օգտագործվում են վաֆլի մակերեսից մետաղական իոնները հեռացնելու համար: SC-2 լուծույթի բնորոշ հարաբերակցությունը HCl է

₂O2

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

Օքսիդների հեռացում. որոշ գործընթացներում պահանջվում է բնիկ օքսիդային շերտի հեռացում վաֆլի մակերեսից, որի համար օգտագործվում է ֆտորաթթվի (HF) լուծույթ: HF լուծույթի բնորոշ հարաբերակցությունը HF է

₂O = 1:50, և այն կարելի է օգտագործել սենյակային ջերմաստիճանում:

3. Վերջնական մաքրում

Քիմիական մաքրումից հետո վաֆլիները սովորաբար անցնում են մաքրման վերջնական փուլ՝ ապահովելու համար, որ մակերեսի վրա քիմիական մնացորդներ չմնան: Վերջնական մաքրումը հիմնականում օգտագործում է դեոնացված ջուր՝ մանրակրկիտ ողողման համար: Բացի այդ, օզոնային ջրի մաքրումը (O3/H2O) օգտագործվում է վաֆլի մակերեսից մնացած աղտոտիչները հետագայում հեռացնելու համար:

4. Չորացում

Մաքրված վաֆլիները պետք է արագ չորացվեն՝ ջրի մակարդակի նշագծումը կամ աղտոտող նյութերի նորից կցումը կանխելու համար: Չորացման ընդհանուր մեթոդները ներառում են պտտվող չորացում և ազոտի մաքրում: Առաջինը հեռացնում է խոնավությունը վաֆլի մակերեսից՝ բարձր արագությամբ պտտվելով, իսկ երկրորդը ապահովում է ամբողջական չորացում՝ չոր ազոտ գազը փչելով վաֆլի մակերեսով:

Աղտոտիչ

Մաքրման ընթացակարգի անվանումը

Քիմիական խառնուրդի նկարագրություն

Քիմիական նյութեր

Մասնիկներ	Պիրանյա (SPM)	Ծծմբաթթու/ջրածնի պերօքսիդ/DI ջուր	H2SO4/H2O2/H2O 3-4:1; 90°C
	SC-1 (APM)	Ամոնիումի հիդրօքսիդ / ջրածնի պերօքսիդ / DI ջուր	NH4OH/H2O2/H2O 1:4:20; 80°C
Մետաղներ (ոչ պղինձ)	SC-2 (HPM)	Աղաթթու / ջրածնի պերօքսիդ / DI ջուր	HCl/H2O2/H2O1:1:6; 85°C
	Պիրանյա (SPM)	Ծծմբաթթու/ջրածնի պերօքսիդ/DI ջուր	H2SO4/H2O2/H2O3-4:1; 90°C
	DHF	Նոսրած հիդրոֆլորաթթու/DI ջուր (պղինձը չի հեռացնի)	HF/H2O1:50
Օրգանական նյութեր	Պիրանյա (SPM)	Ծծմբաթթու/ջրածնի պերօքսիդ/DI ջուր	H2SO4/H2O2/H2O 3-4:1; 90°C
	SC-1 (APM)	Ամոնիումի հիդրօքսիդ / ջրածնի պերօքսիդ / DI ջուր	NH4OH/H2O2/H2O 1:4:20; 80°C
	DIO3	Օզոն դեիոնացված ջրի մեջ	O3/H2O օպտիմիզացված խառնուրդներ
Բնիկ օքսիդ	DHF	Նոսրացրեք հիդրոֆտորաթթու/DI ջուր	HF/H2O 1:100
	BHF	Բուֆերացված հիդրոֆտորաթթու	NH4F/HF/H2O

3. Վաֆլի մաքրման ընդհանուր մեթոդներ

1. RCA մաքրման մեթոդ

RCA մաքրման մեթոդը վաֆլի մաքրման ամենադասական մեթոդներից մեկն է կիսահաղորդչային արդյունաբերության մեջ, որը մշակվել է RCA կորպորացիայի կողմից ավելի քան 40 տարի առաջ: Այս մեթոդը հիմնականում օգտագործվում է օրգանական աղտոտիչները և մետաղական իոնային կեղտերը հեռացնելու համար և կարող է իրականացվել երկու քայլով՝ SC-1 (Ստանդարտ մաքուր 1) և SC-2 (Ստանդարտ մաքուր 2):

SC-1 Մաքրում. Այս քայլը հիմնականում օգտագործվում է օրգանական աղտոտիչները և մասնիկները հեռացնելու համար: Լուծումը ամոնիակի, ջրածնի պերօքսիդի և ջրի խառնուրդ է, որը վաֆլի մակերեսի վրա ձևավորում է բարակ սիլիցիումի օքսիդ շերտ։

SC-2 Մաքրում. Այս քայլը հիմնականում օգտագործվում է մետաղի իոնային աղտոտիչները հեռացնելու համար՝ օգտագործելով աղաթթվի, ջրածնի պերօքսիդի և ջրի խառնուրդը: Այն թողնում է բարակ պասիվացման շերտ վաֆլի մակերեսի վրա՝ կանխելու վերաաղտոտումը: