Page 41 - bilgem-teknoloji-dergisi-11

Yarı İletken Teknolojileri BILGEM
TEKNOLOJI

Tümdevre Üretiminde √ Partikül: Ortamdaki toz, polen, giysi, bakteri vb. Tümdevre Temizliği Nasıl Yapılır?

Temizlik Süreçleri kirlenmeye neden olabilir. Çapı 20 mikron üzeri YİTAL’de, genellikle sıvı-faz temizlik yöntemle-
olan parçacıklar yere çökse de 0.1-20 mikron bü-
ri kullanılmaktadır. Başlıca kullanılan kimyasallar
yüklüğündeki parçacıklar tümdevreleri kirletebil-
ve bu kimyasalların etki ettiği kontaminasyon tipi,
mektedir. Tablo 1’de görülmektedir.
√ İnorganik maddeler: Tuzlar, çözelti içindeki po-
Dr. Alican Vatansever - Başuzman Araştırmacı, Fatma Betül Akgül Taner - Araştırmacı,
Tuğba Bilgiç Kelle - Araştırmacı / BİLGEM UEKAE zitif-negatif iyonlar, ağır metal atomları inorganik Hassasiyet gerektiren katman depolama ve ısıl
kontaminasyon oluşturan malzemelere örnektir. oksidasyon süreçleri için bazı durumlarda pul
Bu tip kontaminantlar, özel çözeltiler veya su yar- yüzeyindeki organik kirlilikler pirana çözeltisi ile
dımıyla pul yüzeyinden uzaklaştırılır. (H SO :H O ) alınmaktadır. Depolama ve ısıl ok-
2
2
4
2
√ Organik maddeler: İs/duman, deri döküntüleri, sidasyon süreçlerinden ve bazı özel durumlarda
yağlayıcılar, solvent buharı, borulardan gelen mo- şekillendirme süreçlerinden önce parçacık kay-
nomerler, organik kontaminant organik kirlenme naklı kir ve organik safsızlıklar, NH OH:H O :H O
2
4
2
2
oluşturabilmektedir. Bu kontaminantlar da gaz (SC-1) çözeltisi, pul yüzeyindeki metal kaynaklı kir
veya sıvı fazda oksitleyiciler ile giderilmektedir. ise HCl:H O :H O (SC-2) çözeltisi kullanılarak te-
2
2
2
√ Safsızlıklar: Pul yüzeyindeki safsızlıklar, katman mizlenmektedir. RCA (Ratio Corporation of Ame-
depolama veya ısıl oksidasyon süreçleri sırasında rica) temizliği olarak da adlandırılan bu süreçler,
süreç gazlarından gelen maddelerdir veya yüzey- megasonic banyo kullanılarak da gerçekleştiri-
de biriken reaksiyon artıklarıdır. Bu safsızlıklar katı lebilmektedir. Megasonic temizlik işlemi, pullara
veya sıvı süreçler ile giderilmektedir ancak yüzey- minimum zarar veren hassas bir yöntem olduğu
den uzaklaştırılamadığı durumlar da mevcuttur. için yarıiletken sektöründe tercih edilen bir temiz-
lik yöntemidir.
YİTAL’de temizlik işlemleri çoğunlukla katman
depolama ve ısıl oksidasyon süreçleri öncesinde Kimyasal buhar depolama veya ısıl oksidasyon
gerçekleştirilmektedir. Sağlıklı depolama ve ok- ile kaliteli bir silisyum dioksit (SiO ) depolamadan
2
sidasyon işlemlerinin gerçekleştirilebilmesi için önce silisyum pulların son temizlik sürecine gir-
pul yüzeyinin temiz olması gerekmektedir. Pulun mesi gerekmektedir. Ön temizliğin amacı silisyum
temiz olması üretim araçlarının da temiz kalması pulların üstündeki doğal veya depolanmış ince
SiO tabakalarını aşındırmaktır. Aşındırma işlemi
açısından önemlidir. Bunun yanında üretim sıra- seyreltik HF (1:100-1:200) banyolarında gerçek-
2
sındaki bazı adımlardan sonra da reaksiyon ar- leştirilmekte ve SiO film oluşturma süreçlerine bu
tıklarını uzaklaştırmak için yine temizlik işlemleri aşamadan sonra devam edilmektedir.
2
yapılmaktadır.
Temizlik Adı Kullanım Amacı Kullanılan Kimyasal
Yarı iletken üretimindeki en önemli süreçlerden biri, silisyum yüzeyinin
temizlenerek sonraki işlemler için pulun hazır hale getirilmesidir.
H SO :H O
Organik kirlilikleri uzaklaştırmak
Ön Temizlik
2 4 2 2
arıiletken üretimindeki en önemli süreçlerden gerektiğinden temizleme işlemi daha karmaşık hale Partikül ve Organik Ortam veya ekipman kaynaklı safsızlıkla- SC-1 çözeltisi
biri, silisyum pul yüzeyinin temizlenerek sonra- gelmektedir. TÜBİTAK BİLGEM’de tümdevre üretimi Maddelerin Temizliği rın ve organik maddelerin temizlenmesi (NH OH:H O :H O)
Y işlemler için hazır hale getirilmesidir. Temel gerçekleştiren YİTAL laboratuvarında 0.25 µm devre 4 2 2 2
ki
amaç, yüzeyde bulunan kontaminantları uzaklaştır- üretimi kapsamındaki toplam yaklaşık üç yüz adımdan Yarıiletken üretim süreçlerinden gelen
mak ve yüzeyde kimyasal olarak büyüyen malzemeyi Metal İyonlarının çeşitli metal iyonlarını kimyasal reaksiyon SC-2 çözeltisi
(çoğunlukla silisyum dioksit) kontrol altında tutmaktır. altmışı temizlik süreçleridir. Temizliği ile uzaklaştırmak. (HCl:H O :H O)
2
2
2
Pul yüzeyindeki kontaminasyonun kontrolü için tekno-
lojiler geliştirilmeseydi, modern tümdevrelerin üretimi Kural olarak, kirletici parçacık boyutu transistör hat Pul yüzeyinde oluşan doğal oksidi veya
mümkün olmazdı. genişliğinin yarısından daha küçük olmalıdır. Yani, 250 Son Temizlik kimyasal olarak depolanmış oksidi HF:H O
2
nm teknolojisi için 125 nm’den daha küçük boyuttaki, aşındırmak
Pul temizliği, tümdevre üretiminde en sık tekrarlanan 180 nm teknolojisi içinse 90 nm’den daha küçük bo-
adımdır ve dolayısıyla üretimdeki en önemli süreçler- yuttaki partiküller uzaklaştırılmalıdır. Küçük partikülle- Aşındırma Sonrası Aşındırma işlemleri sonucunda oluşan H SO :H O , EKC
2
4
2
2
den biridir. Tümdevre ve eleman boyutları küçüldü- ri uzaklaştırmak daha zordur çünkü daha fazla enerji Temizlik yan ürünlerin/polimerlerin ve fotorezis- (ticari ürün), IPA
ğünde, yeni cihaz ya da malzemeler üretim süreci- gerektirmektedir. Temel olarak 4 farklı kontaminasyon tin kimyasal olarak uzaklaştırılması (izopropil alkol), HF:H O
2
ne girdiğinde, kirlilik seviyesinin daha da azaltılması tipi ve kaynağı bulunmaktadır;
Tablo 1. Temizlik İşlemlerinde Kullanılan Kimyasallar ve Kullanım Amaçları
38 39