تقنيات تنظيف الرقاقة والوثائق الفنية

جدول المحتويات

1. الأهداف الأساسية وأهمية تنظيف الرقاقة

2. تقييم التلوث والتقنيات التحليلية المتقدمة

3. طرق التنظيف المتقدمة والمبادئ التقنية

4. أساسيات التنفيذ الفني ومراقبة العمليات

5.​​الاتجاهات المستقبلية والتوجهات المبتكرة

6. حلول XKH الشاملة ونظام الخدمات البيئي

يُعد تنظيف الرقاقة عمليةً بالغة الأهمية في تصنيع أشباه الموصلات، إذ يُمكن حتى للملوثات على المستوى الذري أن تُؤثر سلبًا على أداء الجهاز أو إنتاجيته. تتضمن عملية التنظيف عادةً عدة خطوات لإزالة مختلف الملوثات، مثل البقايا العضوية، والشوائب المعدنية، والجسيمات، والأكاسيد الطبيعية.

1. أهداف تنظيف الرقاقة

• إزالة الملوثات العضوية (على سبيل المثال، بقايا المواد المقاومة للضوء، وبصمات الأصابع).
• إزالة الشوائب المعدنية (مثل الحديد والنحاس والنيكل).
• إزالة التلوث الجزيئي (على سبيل المثال، الغبار، وشظايا السيليكون).
• إزالة الأكاسيد الأصلية (على سبيل المثال، طبقات SiO₂ المتكونة أثناء التعرض للهواء).

2. أهمية التنظيف الدقيق للرقاقة

• ضمان إنتاجية عالية للعملية وأداء الجهاز.
• يقلل من العيوب ومعدلات خردة الرقاقة.
• تحسين جودة السطح وتناسقه.

قبل التنظيف المكثف، من الضروري تقييم تلوث السطح الحالي. إن فهم نوع وحجم وتوزيع الملوثات على سطح الرقاقة يُحسّن كيمياء التنظيف ومدخلات الطاقة الميكانيكية.

3. تقنيات تحليلية متقدمة لتقييم التلوث

3.1 ​​تحليل الجسيمات السطحية​​

• تستخدم عدادات الجسيمات المتخصصة تشتت الليزر أو الرؤية الحاسوبية لحساب حجم ورسم خريطة الحطام السطحي.
• ترتبط شدة تشتت الضوء بحجم الجسيمات الصغيرة التي تصل إلى عشرات النانومترات والكثافات المنخفضة التي تصل إلى 0.1 جسيم/سم².
• تضمن المعايرة وفقًا للمعايير موثوقية الأجهزة. تُثبت عمليات المسح قبل التنظيف وبعده كفاءة الإزالة، مما يُحسّن عملية المعالجة.

3.2 ​​تحليل السطح العنصري​​

• تعمل التقنيات الحساسة للسطح على تحديد التركيب العنصري.
• مطيافية الفوتون الإلكتروني بالأشعة السينية (XPS/ESCA): تقوم بتحليل الحالات الكيميائية السطحية عن طريق تشعيع الرقاقة بالأشعة السينية وقياس الإلكترونات المنبعثة.
• مطيافية الانبعاث البصري بالتفريغ المتوهج (GD-OES): تقوم برش طبقات السطح الرقيقة للغاية بشكل متسلسل أثناء تحليل الأطياف المنبعثة لتحديد التركيب العنصري المعتمد على العمق.
• تصل حدود الكشف إلى أجزاء في المليون (ppm)، مما يساعد على اختيار الكيمياء المثالية للتنظيف.

3.3 تحليل التلوث المورفولوجي

• المجهر الإلكتروني الماسح (SEM): يلتقط صورًا عالية الدقة للكشف عن أشكال الملوثات ونسبها إلى أبعادها، مما يشير إلى آليات الالتصاق (الكيميائية مقابل الميكانيكية).
• المجهر الذري للقوة (AFM): يقوم برسم خرائط التضاريس النانوية لقياس ارتفاع الجسيمات والخصائص الميكانيكية.
• طحن حزمة الأيونات المركزة (FIB) + المجهر الإلكتروني النافذ (TEM): يوفر صورًا داخلية للملوثات المدفونة.

4. طرق التنظيف المتقدمة

في حين أن التنظيف بالمذيبات يزيل الملوثات العضوية بشكل فعال، إلا أن هناك حاجة إلى تقنيات متقدمة إضافية للجسيمات غير العضوية، والبقايا المعدنية، والمواد الملوثة الأيونية:

​​

4.1 تنظيف RCA

• تم تطوير هذه الطريقة بواسطة مختبرات RCA، وهي تستخدم عملية الحمام المزدوج لإزالة الملوثات القطبية.
• SC-1 (التنظيف القياسي-1): يزيل الملوثات العضوية والجسيمات باستخدام خليط من NH₄OH وH₂O₂ وH₂O (مثلاً، بنسبة 1:1:5 عند درجة حرارة حوالي 20 درجة مئوية). يُكوّن طبقة رقيقة من ثاني أكسيد السيليكون.
• SC-2 (التنظيف القياسي-2): يزيل الشوائب المعدنية باستخدام حمض الهيدروكلوريك، وماء وغاز (H₂O₂، وماء) (مثلاً، بنسبة 1:1:6 عند درجة حرارة حوالي 80 درجة مئوية). يترك سطحًا مُخمَّدًا.
• يوازن بين النظافة وحماية السطح.

​​

4.2 تنقية الأوزون

• يغمر الرقائق في الماء منزوع الأيونات المشبع بالأوزون (O₃/H₂O).
• يقوم بأكسدة وإزالة المواد العضوية بشكل فعال دون إتلاف الرقاقة، ويترك سطحًا خاملًا كيميائيًا.

​​

4.3 التنظيف بالموجات فوق الصوتية​​

• يستخدم طاقة الموجات فوق الصوتية عالية التردد (عادة 750-900 كيلو هرتز) مقترنة بمحاليل التنظيف.
• يُولّد فقاعات تجويف تُزيل الملوثات. يخترق الأشكال الهندسية المعقدة مع تقليل الضرر الذي قد يلحق بالهياكل الدقيقة.

4.4 ​​التنظيف بالتبريد العميق​​

• يقوم بتبريد الرقائق بسرعة إلى درجات حرارة منخفضة للغاية، مما يؤدي إلى تفتيت الملوثات.
• يُزيل الشطف اللاحق أو التنظيف بالفرشاة اللطيفة الجزيئات المفككة، ويمنع إعادة التلوث وانتشاره على السطح.
• عملية سريعة وجافة مع الحد الأدنى من استخدام المواد الكيميائية.

​​الخلاصة:​
بصفتها شركة رائدة في توفير حلول أشباه الموصلات كاملة السلسلة، تعمل XKH، مدفوعةً بالابتكار التكنولوجي واحتياجات العملاء، على توفير منظومة خدمات متكاملة تشمل توريد المعدات المتطورة، وتصنيع الرقائق، والتنظيف الدقيق. لا نوفر فقط معدات أشباه الموصلات المعترف بها دوليًا (مثل آلات الطباعة الحجرية، وأنظمة الحفر) بحلول مصممة خصيصًا، بل نوفر أيضًا تقنيات رائدة مسجلة الملكية - بما في ذلك تنظيف RCA، وتنقية الأوزون، والتنظيف بالموجات فوق الصوتية - لضمان نظافة ذرية لتصنيع الرقائق، مما يعزز بشكل كبير إنتاجية العميل وكفاءة الإنتاج. بالاستفادة من فرق الاستجابة السريعة المحلية وشبكات الخدمة الذكية، نقدم دعمًا شاملًا بدءًا من تركيب المعدات وتحسين العمليات وصولًا إلى الصيانة التنبؤية، مما يُمكّن العملاء من التغلب على التحديات التقنية والتقدم نحو دقة أعلى وتطوير أشباه الموصلات المستدامة. اخترنا لتآزر ثنائي المنفعة يجمع بين الخبرة التقنية والقيمة التجارية.