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     सिलिकॉन कार्बाइड (SiC) उपकरण निर्माण प्रौद्योगिकी और सिलिकॉन विनिर्माण प्रौद्योगिकी के बीच कई समानताएं हैं, लेकिन इस विकासशील क्षेत्र के लिए यह पहचानना महत्वपूर्ण है कि क्या सामग्री में अंतर सफाई क्षमता को प्रभावित करेगा। भौतिक अंतरों में प्रसार गुणांक, सतह ऊर्जा और रासायनिक बंधन शक्ति शामिल हैं, जो सभी महत्वपूर्ण सतहों की सफाई में भूमिका निभा सकते हैं। इस कार्य में, पारा जांच कैपेसिटेंस वोल्टेज (एमसीवी) मैपिंग के बाद 100 मिमी या 150 मिमी 4एच सिलिकॉन कार्बाइड वेफर के सतह संदूषण स्तर की तुलना बाद की सफाई के बाद की गई थी। एमसीवी के दौरान, पारा, लोहा और निकल जैसी ट्रेस धातुओं को नियंत्रित रूप से जोड़ा गया था, और यह दिखाया गया था कि विभिन्न सफाई विधियां सिलिकॉन कार्बाइड की सतह को 5x1010 परमाणुओं / सेमी 2 से कम सफाई स्तर पर बहाल कर सकती हैं। एकीकृत उपकरणों के प्रक्रिया प्रवाह में इन सफाइयों की स्थिति और लागत की तुलना पर चर्चा की गई है।

प्रयोग और चर्चा

पारा जांच सीवी (एमसीवी), टीएक्सआरएफ और सफाई प्रयोग

     सिलिकॉन कार्बाइड की सतह में प्रदूषकों को नियंत्रित रूप से पेश करने और सफाई क्षमता का परीक्षण करने के लिए, सेमेराब एमसीवी -100 परीक्षक में अल्ट्रा-कम सूक्ष्मनलिका घनत्व के साथ 150 मिमी और 530 मिमी एपिटैक्सियल सिलिकॉन कार्बाइड वेफर्स पर पारा का पता लगाया गया था, ट्रेस धातु प्रदूषकों को मापा गया था टीएक्सआरएफ, वेफर्स को विभिन्न सफाई रसायनों से साफ किया गया था, और साफ किए गए वेफर्स में मौजूद अशुद्धियों का फिर से विश्लेषण किया गया था। एमसीवी माप कई माप मोड का उपयोग करके किया जाता है, जैसे रेडियस स्कैनिंग, वेफर मैपिंग और एक ही स्थान पर कई माप, जो पहले टीएक्सआरएफ माप को दूषित क्षेत्र के साथ अदूषित क्षेत्र की तुलना करने में सक्षम बनाता है, और सफाई के बाद टीएक्सआरएफ को तुलना करने में सक्षम बनाता है। पूर्व सफाई अवस्था.

चित्रा 1। इस अध्ययन में प्रयुक्त कुछ मॉडलों का लेआउट; दोनों ही मामलों में, 50 मिमी सिलिकॉन कार्बाइड वेफर और लगभग 10 मिमी व्यास की टीएक्सआरएफ की स्थिति प्रदर्शित की जाती है (100 मिमी सिलिकॉन कार्बाइड वेफर का प्रयोगात्मक मोड नहीं दिखाया गया है)। बाएं: एमसीवी 10-पॉइंट त्रिज्या स्कैनिंग (~ 1.7 मिमी व्यास माप बिंदु) पारा-दूषित क्षेत्रों और पारा-मुक्त क्षेत्रों का विश्लेषण करने के लिए 5-पॉइंट टीएक्सआरएफ माप की अनुमति देता है। दाएं: 165 मिमी टीएक्सआरएफ बेस पर प्रदर्शित 150 मिमी 4एच सिलिकॉन कार्बाइड वेफर पर 200-पॉइंट टीएक्सआरएफ माप।एमसीवी, पूर्व-सफाई टीएक्सआरएफ और सफाई के बाद टीएक्सआरएफ परिणामसभी सफाई कुछ हद तक धातु की अशुद्धियों को दूर करने में प्रभावी साबित हुई है। मोलिब्डेनम एनोड टीएक्सआरएफ के साथ 100 मिमी सिलिकॉन कार्बाइड वेफर पर मापे गए मैप किए गए पारा स्तर से पता चला कि यह 2.5x1013 परमाणुओं/सेमी2 के विशिष्ट औसत मूल्य और 2.4x1014 परमाणुओं/सेमी2 के विशिष्ट अधिकतम मूल्य से घटकर 300 की पहचान सीमा से नीचे के स्तर पर आ गया है। एपिटैक्सियल परीक्षण के तुरंत बाद सेकंड ~7x1010 परमाणु/सेमी2। 50 मिमी सिलिकॉन कार्बाइड वेफर पर आरसीए सफाई पारा, निकल, लोहा और अन्य धातुओं को हटाने में प्रभावी साबित हुई है। सफाई के बाद माप परिणाम संकेंद्रित आरसीए अनुक्रम की पता लगाने की सीमा से कम हैं, पतला आरसीए अनुक्रम की तुलना में कम हैं, लेकिन फिर भी मापने योग्य हैं।चित्र 2 पतला आरसीए सफाई से पहले और बाद में मैप किए गए टीएक्सआरएफ मापा मूल्यों की तुलना दिखाता है। सतह पर लोहे का संदूषण सफाई से पहले वेफर के किनारे तक ही सीमित था, और पतला आरसीए के साथ सफाई के बाद भी इन स्थानों को मापा जा सकता था, हालांकि वे कम हो गए थे। उपज और विश्वसनीयता के लिए, सफाई की प्रवृत्ति को विभिन्न इच्छुक धातुओं (पारा, लोहा और निकल सहित) पर देखा जा सकता है, और सफाई की प्रवृत्ति को कई वेफर्स पर बार-बार देखा जा सकता है।

चित्रा 2। 150 मिमी 4एच सिलिकॉन कार्बाइड वेफर की सतह पर मापा गया लौह संदूषण 50:1:2 के आरसीए अनुक्रम के अनुसार 50 ℃ पर साफ किया गया था, हर बार 5 मिनट के लिए, डीएचएफ के एससी1 और एससी2 टैंक में, और सफाई का समय 30 सेकंड था। पूर्व-सफाई चरण में, किनारे पर लोहे की सांद्रता अधिक होती है। हालाँकि सफाई के बाद सभी क्षेत्रों में लोहे की सांद्रता कम हो जाती है, फिर भी सांद्रता इस प्रक्रिया की पता लगाने की सीमा से अधिक है।उपज और विश्वसनीयता के लिए, सफाई की प्रवृत्ति को विभिन्न संबंधित धातुओं (कैल्शियम, पारा, लोहा और निकल सहित) पर देखा जा सकता है, और सफाई की प्रवृत्ति को कई वेफर्स पर बार-बार देखा जा सकता है, हालांकि कुछ तत्वों को पूरी तरह से नीचे तक साफ किया जाता है। पतला डाइक्लोरोएसेटिक एसिड (टाइटेनियम, क्रोमियम, तांबा और जस्ता) का उपयोग करके टीएक्सआरएफ का पता लगाने की सीमा। चित्र 3 निकल की सतह के संदूषण को कम करने के लिए पतला आरसीए प्रक्रिया के उपयोग को दर्शाता है। फिर से, यह ध्यान दिया गया है कि वेफर के किनारे पर निकल की सांद्रता अधिक है, और सफाई ने अधिकांश क्षेत्रों को माप की पहचान सीमा से कम कर दिया है।

चित्रा 3। सतह-मैप किए गए निकल संदूषण को सफाई से पहले और बाद में 50℃ पर 5 मिनट (प्रत्येक एससी1 और 2 टैंक, डीएचएफ चरण) के लिए 150 मिमी 4एच सिलिकॉन कार्बाइड वेफर पर 1:2:50 के आरसीए अनुक्रम में 30 सेकंड के लिए मापा गया था। पूर्व-सफाई चरण में, किनारे पर निकल की सांद्रता अधिक होती है। हालाँकि सफाई के बाद सभी क्षेत्रों में निकेल कम हो जाता है, फिर भी कुछ स्थानों पर निकेल की सघनता पता लगाने की सीमा से अधिक है।

सारांश
     चूँकि यह ज्ञात है कि आरसीए रसायन सिलिकॉन सतह को ऑक्सीकरण करके और हाइड्रोजन फ्लोराइड में ऑक्साइड को हटाकर प्रदूषकों को हटा सकता है, इस तंत्र को सिलिकॉन कार्बाइड पर महसूस नहीं किया जा सकता है, क्योंकि इन रसायनों से इस काम में उपयोग किए जाने वाले तापमान पर सिलिकॉन कार्बाइड को खोदने या ऑक्सीकरण करने की उम्मीद नहीं है। . पिछले काम में, यह प्रस्तावित किया गया है कि खुरदरापन धातु प्रदूषकों को पकड़ने में एक भूमिका निभाता है, और हाइड्रोजन फ्लोराइड उपचार के परिणामस्वरूप हाइड्रोफिलिक सतह ज्यादातर सिलिकॉन हाइड्रॉक्साइड और कार्बन-ऑक्सीजन समूहों द्वारा समाप्त हो जाती है। नतीजे बताते हैं कि कम समय और कम तापमान वाला पतला आरसीए लोहा, निकल और संभावित पारा को हटाने में प्रभावी नहीं है। यद्यपि खुरदरापन एक कारक हो सकता है, तापमान और समय का प्रभाव यह संकेत दे सकता है कि SC4 और SC1 रसायन विज्ञान में धातुओं (हाइड्रोक्लोरिक एसिड और NH2OH) का विघटन मुख्य तंत्र है, लेकिन हम यहां सुझाव देते हैं कि यह प्रसार के माध्यम से एक भूमिका निभा सकता है। सिलिकॉन हाइड्रॉक्सिल और कार्बन-ऑक्सीजन सतह परत। यह भी ध्यान दिया जाना चाहिए कि लोहा और निकल जोड़ने का सटीक तंत्र अभी भी अस्पष्ट है, और विसर्जन बॉक्स का किनारा उपचार और/या वेफर विनिर्माण का संदूषण संभावित मूल कारण हैं। चूंकि लागत समय (आउटपुट को प्रभावित करने) और एकाग्रता (सामग्री लागत और उपचार लागत को प्रभावित करने) से बहुत प्रभावित होती है, लेकिन तापमान से कम प्रभावित होती है (केवल प्रारंभिक उपकरण लागत को प्रभावित करती है), निष्कासन को नियंत्रित करने के लिए मापदंडों का पता लगाना महत्वपूर्ण है भविष्य में धातु प्रदूषकों का. इस कार्य को स्प्रे उपचार में सक्षम उपकरणों में करना भी वांछनीय है, क्योंकि वेफर के करीब एक उच्च प्रवाह दर एक उच्च विघटन दर प्राप्त कर सकती है, जो अशुद्धियों को सतह (15) से अधिक तेजी से फैलने की अनुमति देती है। पॉलिमर हटाने (16) में इस प्रभाव का अच्छी तरह से मूल्यांकन किया गया है, और सिलिकॉन कार्बाइड का मूल्यांकन धातु संदूषकों के साथ इसके संबंध को भी दिखा सकता है, हालांकि इस उपकरण में प्रसंस्करण के कारण सतह संदूषक मूल्य टीएक्सआरएफ का पता लगाने की सीमा से और भी कम हो सकता है।

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