بناوٹ
مخمل پروڈکشن سیکشن (6 لائنوں پر مشتمل) میں ماڈیولز شامل ہیں جیسے کہ پہلے سے صفائی، مخمل کی پیداوار سے پہلے خالص پانی کی دھلائی، مخمل کی پیداوار *3، مخمل کی پیداوار کے بعد خالص پانی کی دھلائی، پوسٹ کلیننگ، پوسٹ کلیننگ کے بعد خالص پانی کی دھلائی، ایسڈ واشنگ، خالص پانی تیزاب سے دھونے کے بعد پانی کی دھلائی، آہستہ کھینچنا اور پانی کی کمی سے پہلے، اور خشک ہونا * 5. اس پروجیکٹ کا مخمل کی پیداوار کا طریقہ خود کار طریقے سے مخمل کی پیداوار کو اپناتا ہے، اور پورے آپریشن کا عمل خود کار طریقے سے کیا جاتا ہے. پہلے سے صاف سلیکون ویفرز کو کنویئر بازو کے ذریعے مخمل مشین کے فیڈنگ ایریا میں بھیجا جاتا ہے۔ سلکان ویفرز رولرس کے ذریعے خودکار بند مخمل مشین میں مختلف سنکنرن اور صفائی کے ٹینکوں سے گزرتے ہیں۔ سامان خود بخود ہر ماڈیول میں تیزاب، الکلی اور خالص پانی کی بھرائی کو کنٹرول کرتا ہے۔ ٹینکوں میں تیزاب اور الکلی کو پائپ لائنوں کے ذریعے پمپ کیا جاتا ہے، اور ٹینکوں میں گندے پانی کو باقاعدگی سے خارج کیا جاتا ہے (720L کے واحد ٹینک والیوم کے ساتھ، ہر 48 گھنٹے بعد تبدیل کیا جاتا ہے)۔
1) پری صفائی
صفائی سے پہلے کا مقصد: سلیکون ویفرز کی سطح پر لگی نجاست (نامیاتی اور دھاتی نجاست وغیرہ) کو دور کرنے کے لیے، NaOH محلول اور H2O2 محلول استعمال کیا جاتا ہے۔
بھری ہوئی سلکان ویفرز کو ترتیب سے ایک پری کلیننگ ٹینک میں ڈبو دیں، ٹینک میں خالص پانی شامل کریں، اور تناسب کے مطابق NaOH محلول یا صفائی کے محلول کی مناسب مقدار شامل کریں (مخلوط NaOH ارتکاز 0 ہونے کی توقع ہے۔ 6%، H2O2 کا ارتکاز 1.5% ہونے کی توقع ہے، خود بخود شامل) اعلی درجہ حرارت کی صفائی (60 ڈگری) کے لیے۔ پری صفائی الٹراسونک صفائی کا استعمال کرتی ہے۔ پہلے سے صفائی کے بعد صاف پانی کی صفائی کریں۔ خالص پانی کی صفائی تمام اوور فلو وسرجن صفائی ہے، جو کمرے کے درجہ حرارت پر کی جاتی ہے۔
صفائی سے پہلے کے عمل کے دوران ہونے والے کیمیائی رد عمل درج ذیل ہیں:
Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑
2) الکلی مخمل
مقصد: الکلائن محلول کے ساتھ سلکان کی سطح کی اینیسوٹروپک اینچنگ کرنا، سطح پر 5um سائز کا اہرام بنانا۔ اہرام کی سطح میں بہترین لائٹ ٹریپنگ اور اینٹی ریفلیکشن اثرات (10%) ہیں۔ الکلی مخمل NaOH محلول اور مخمل کے اضافے کا استعمال کرتا ہے۔
الکلین مخملی ٹینک میں مناسب مقدار میں NaOH محلول اور مخمل اضافی (NaOH محلول کا ارتکاز تقریباً {{0}.6%، مخمل اضافی ارتکاز تقریباً 0.4%) شامل کرنے سے سلیکن ویفرز کی سطح کے تناؤ کو کم کیا جا سکتا ہے۔ ، سلکان ویفرز اور NaOH مائع کے درمیان گیلے اثر کو بہتر بنائیں، ہائیڈروجن بلبلوں کی رہائی کو فروغ دیں، بڑھانے سنکنرن کی انیسوٹروپی، اہرام کو زیادہ یکساں اور مستقل بنائیں، اور مخمل کے پیداواری اثر کو بہتر بنائیں۔ سابر کی تشکیل کے لئے کیمیائی رد عمل کا عمل مندرجہ ذیل ہے:
Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑
الکلی مخمل ٹینک کا کام کرنے کا درجہ حرارت 82 ڈگری ہے، اور الکلی مخمل کا وقت 420s پر کنٹرول کیا جاتا ہے۔
3) صفائی کے بعد
الکلی مخمل کے علاج کے بعد، سلکان ویفر بقایا نامیاتی مادے کو ہٹانے اور سلکان ویفر کی سطح کی صفائی کو یقینی بنانے کے لیے صفائی کے ٹینک میں داخل ہوتا ہے، اس طرح بیٹری کی تبدیلی کی کارکردگی کو ایک خاص حد تک بہتر بناتا ہے۔ بھری ہوئی سلکان ویفرز کو صفائی کے لیے ڈبو دیں، ٹینک میں خالص پانی ڈالیں، اور مناسب مقدار میں NaOH محلول یا کلیننگ سلوشن شامل کریں (NaOH کا ارتکاز 0.6%، H2O2 کا 1.5% ہونے کی توقع ہے۔ ) اعلی درجہ حرارت کی صفائی کے تناسب کے مطابق (60 ڈگری)۔ صفائی کے بعد صاف پانی سے صاف کریں۔ صاف پانی کی صفائی تمام اوور فلو وسرجن صفائی ہے، جو کمرے کے درجہ حرارت پر کی جاتی ہے۔
4) تیزاب دھونا
صفائی کے بعد، ایک پتلا تیزاب کا محلول (3.15% HCl اور 7.1% HF) اعلیٰ پاکیزگی کی صفائی کے لیے استعمال کیا جانا چاہیے۔ HCl کا کام بقایا NaOH کو بے اثر کرنا ہے، جبکہ HF کا کام سلکان ویفر کی سطح پر آکسائیڈ کی تہہ کو ہٹانا ہے، اسے زیادہ ہائیڈروفوبک بنانا اور سلکان کمپلیکس H2SiF6 بنانا ہے۔ دھاتی آئنوں کے ساتھ پیچیدگی کے ذریعے، دھاتی آئنوں کو سلکان ویفر کی سطح سے الگ کر دیا جاتا ہے، دھاتی آئن کے مواد کو کم کرتے ہیں اور بازی بانڈنگ کی تیاری کرتے ہیں۔ تیزاب سے دھونے کے بعد خالص پانی سے صاف کریں۔
اچار کے عمل کے دوران ہونے والے کیمیائی رد عمل درج ذیل ہیں:
HCl+NaOH=NaCl+H2O
SiO2+6HF=H2SiF6+2H2O
اچار کے ٹینک کا کام کرنے کا درجہ حرارت کمرے کے درجہ حرارت پر ہے، اور اچار کا وقت 120 سیکنڈ پر کنٹرول کیا جاتا ہے۔
5) پانی کی کمی سے پہلے سست پل
مقصد: کرسٹل لائن سلکان ویفرز کی سطح کی پانی کی کمی کو عام طور پر خالص پانی کی صفائی کے آخری مرحلے کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے۔
خالص پانی سے صاف کیے گئے کرسٹل سلکان ویفر کو ایک سست پل گروو میں منتقل کریں۔ سلیکون ویفر سب سے پہلے خالص پانی میں ڈوب جاتا ہے اور مکمل طور پر ڈوب جاتا ہے۔ پھر، اسے روبوٹک بازو اور ایک ٹوکری کے ذریعے آہستہ آہستہ اوپر کی طرف کھینچا جاتا ہے، اور سطح کا تناؤ سلیکون ویفر پر پانی کی فلم کو نیچے کھینچ سکتا ہے۔
سست پل نالی صفائی کی نالی اور ایک سست پل میکانزم پر مشتمل ہے، اور نیم بند ہے۔ صفائی کے ٹینک میں ایک سیرٹ اوور فلو پورٹ ہے، اور صاف پانی آپریشن کے دوران صفائی کے ٹینک میں سیوریج کو مسلسل دھوتا ہے، صفائی کے ٹینک کے پانی کے معیار کو صاف رکھتا ہے اور صفائی کا اثر حاصل کرتا ہے۔ جب پانی کو صاف رکھا جاتا ہے، تو کام کرنے والی سطح پر پانی کی بوندیں آہستہ نہیں ہوں گی، اور خشک ہونے کے دوران کوئی واٹر مارک نہیں ہوگا۔
6) خشک کرنا
کرسٹل لائن سلیکون ویفر کو خشک کرنے والے ٹینک میں منتقل کریں اور برقی حرارت کا استعمال کرتے ہوئے خشک ہونے کے لیے ویفر کو 90 ڈگری اوپر اور نیچے گرم ہوا اڑائیں۔
مذکورہ بالا صفائی سے پہلے اور الکلائن مخمل بنانے کے عمل سے سوڈیم ہائیڈرو آکسائیڈ (W1, W3, W5) اور عام الکلائن صاف کرنے والے گندے پانی (W2, W4, W6) پر مشتمل ہائی ارتکاز الکلائن گندے پانی پیدا ہوں گے۔ تیزاب سے دھونے کا عمل ہائیڈروکلورک ایسڈ اور ہائیڈرو فلورک ایسڈ (W7) اور عام تیزابی صفائی والے گندے پانی (W8, W9) پر مشتمل تیزابیت والا گندا پانی پیدا کرے گا۔ مندرجہ بالا آپریشن بند مخمل بنانے والی مشین میں کیا جاتا ہے۔ تیزاب دھونے کا عمل غیر مستحکم اور تیزابی فضلہ گیس (G1) پیدا کرے گا جس میں HF اور HCl شامل ہے، جسے پائپ لائنوں کے ذریعے اکٹھا کیا جائے گا اور علاج کے لیے تیزابی فضلہ گیس واشنگ ٹاور میں بھیجا جائے گا۔
بوران کا پھیلاؤ
بازی کے عمل کا مقصد روشنی کی توانائی کو برقی توانائی میں تبدیل کرنے کے لیے سلکان ویفر پر PN جنکشن بنانا ہے۔ پی این جنکشن مینوفیکچرنگ کا سامان ایک پھیلاؤ بھٹی ہے، اور یہ پروجیکٹ ڈفیوژن فرنس میں سلیکون ویفرز کو پھیلانے کے لیے گیسیئس بوران ٹرائکلورائیڈ کا استعمال کرتا ہے۔ بوران کے ایٹم سلیکن ویفر میں پھیل جاتے ہیں اور سلکان ویفر کی سطح پر بوروسیلیٹ شیشے کی ایک تہہ بناتے ہیں۔ اہم ردعمل مساوات ہے:
4BCl3+3O2→2B2O3+6Cl2↑
2B2O3+3Si→3SiO2+4B
ڈفیوژن فرنس ایک بند منفی دباؤ کا سامان ہے جو ایک انلیٹ اور آؤٹ لیٹ سے لیس ہے، الیکٹرک ہیٹنگ کا استعمال کرتے ہوئے، اور یہ سامان تیل سے پاک خشک مکینیکل ویکیوم پمپ کے ساتھ آتا ہے۔ مخصوص عمل درج ذیل ہے: سب سے پہلے، ڈفیوژن فرنس کی کوارٹج ٹیوب میں ہوا کو دور کرنے کے لیے N2 کا ایک بڑا بہاؤ متعارف کرایا جاتا ہے، اور بازی بھٹی کو گرم کیا جاتا ہے۔ فرنس کا درجہ حرارت 1050 ڈگری تک پہنچنے اور مستقل رہنے کے بعد، چپ کو کوارٹج بوٹ میں رکھا جاتا ہے اور اسے 20 منٹ کے لیے پہلے سے گرم کرنے کے لیے بھٹی کے منہ میں بھیجا جاتا ہے، پھر اسے مستقل درجہ حرارت والے علاقے میں دھکیل دیا جاتا ہے۔ آکسیجن سب سے پہلے متعارف کرایا جاتا ہے، اور پھر بوران ٹرائکلورائڈ پھیلاؤ کے لئے متعارف کرایا جاتا ہے. عمل کا مجموعی وقت 180 منٹ ہے۔ ردعمل کے دوران، Si اور O2 دونوں ضرورت سے زیادہ تھے، اور BCl3 نے مکمل طور پر رد عمل ظاہر کیا، جس کے نتیجے میں C12 کی پیداوار ہوئی۔ ردعمل مکمل ہونے کے بعد، سامان کو صاف کرنے اور مواد کو خود بخود خارج کرنے کے لیے N2 کا استعمال کریں۔
آلودگی کی پیداوار کے عمل کا تجزیہ: اس عمل میں آلودگی کا بنیادی عمل پھیلاؤ کا عمل ہے، جہاں BCl3 متعارف کرایا جاتا ہے اور بقایا آکسیجن، نائٹروجن وغیرہ کے ساتھ مل کر کلورین گیس (G2) پیدا کرنے کے لیے رد عمل ظاہر کرتا ہے، جسے ایک وقف شدہ پائپ کے ذریعے جمع کیا جاتا ہے اور بھیج دیا جاتا ہے۔ علاج کے لیے ایسڈ ویسٹ گیس اسکربنگ ٹاور پر۔ پائپ لائنوں کے ذریعے جمع کرنے کے بعد، اسے علاج کے لیے ایسڈ ویسٹ گیس اسکربنگ ٹاور میں بھیجا جاتا ہے۔
SE لیزر دوبارہ ڈوپنگ
لیزر ڈوپنگ ٹیکنالوجی میں دھاتی گیٹ لائن (الیکٹروڈ) اور سلکان ویفر کے درمیان رابطے کے علاقے میں بھاری ڈوپنگ شامل ہے، جبکہ ہلکی ڈوپنگ (کم ارتکاز ڈوپنگ) کو الیکٹروڈ کے باہر برقرار رکھا جاتا ہے۔ ہلکی ڈوپنگ بنانے کے لیے تھرمل ڈفیوژن کے ذریعے سلکان ویفرز کی سطح پر پری ڈفیوژن کیا جاتا ہے۔ ایک ہی وقت میں، سطح بی ایس جی (بوروسیلیکیٹ گلاس) مقامی لیزر ری ڈوپنگ ماخذ کے طور پر کام کرتی ہے، اور لیزر کے مقامی تھرمل اثر کے ذریعے، بی ایس جی میں ایٹم تیزی سے سلیکون ویفر کے اندرونی حصے میں پھیل جاتے ہیں، جس سے ایک مقامی ری ڈوپنگ بنتی ہے۔ علاقہ
SE لیزر کا عمل دھول سے نکلنے والی گیس (G3) پیدا کرتا ہے، جس کا علاج آلات کے بلٹ ان ڈسٹ کلیکٹر کے ذریعے کیا جاتا ہے اور ورکشاپ کے ٹاپ ایگزاسٹ سسٹم (تقریباً 15 میٹر کی اونچائی پر) کے ذریعے خارج کیا جاتا ہے۔
پوسٹ آکسیکرن
لیزر SE کے ذریعے علاج کیے جانے والے سلیکون ویفر کی سطح کی بوران ڈفیوژن سطح (واقعہ کی سطح) پر آکسائیڈ کی تہہ لیزر سپاٹ کی توانائی سے تباہ ہو جاتی ہے۔ الکلائن پالش اور اینچنگ کے دوران، سلکان ویفر کی فاسفورس پھیلاؤ کی سطح (واقعہ کی سطح) کی حفاظت کے لیے آکسائیڈ کی ایک تہہ کو ماسک پرت کے طور پر درکار ہوتا ہے۔ لہذا، لیزر SE کے ذریعہ اسکین کی گئی سطح پر آکسائڈ پرت کی مرمت کرنا ضروری ہے۔
یہ پروجیکٹ SiO2 آکسائیڈ پرت تیار کرنے کے لیے تھرمل آکسیکرن کا طریقہ استعمال کرتا ہے۔ آکسیکرن کا پورا عمل ایک آکسیڈیشن فرنس میں کیا جاتا ہے، جو ایک بند ہوا کے دباؤ کا سامان ہے اور اسے بجلی سے گرم کیا جاتا ہے۔ سب سے پہلے، سلکان ویفر کو کوارٹج بوٹ پر ایک خودکار ویفر لوڈنگ مشین کا استعمال کرتے ہوئے لوڈ کیا جاتا ہے۔ اس کے بعد، خودکار روبوٹک بازو کوارٹج بوٹ کو آکسیڈیشن فرنس کے سلیکان کاربائیڈ کینٹیلیور سلوری پر رکھتا ہے۔ سلیکن کاربائیڈ سلری کوارٹج بوٹ کو سلکان ویفرز سے لدی ہوئی کوارٹج فرنس ٹیوب میں بھیجتی ہے۔ کوارٹج بوٹ فرنس ٹیوب میں داخل ہونے کے بعد، فرنس کا دروازہ بند کر دیں، آکسیکرن پروگرام شروع کریں، اور آکسیکرن فرنس خود بخود چل جائے گی۔ تھرمل آکسیکرن کے عمل کے دوران ہونے والے اہم کیمیائی رد عمل یہ ہیں:
Si+O2=SiO2
O2 SiO2 پیدا کرنے کے لیے اعلی درجہ حرارت پر سلکان ویفرز کی سطح کے ساتھ رد عمل ظاہر کرتا ہے، اور فرنس ٹیوب کے مستقل دباؤ کو برقرار رکھنے کے لیے نائٹروجن گیس کی ایک خاص مقدار متعارف کرائی جاتی ہے۔ سیلیکون ویفر کی سطح پر SiO2 پتلی تہہ کی ایک خاص موٹائی بنانے کے لیے وقت کی ایک مدت کے لیے اعلی درجہ حرارت آکسیجن کے بہاؤ کو برقرار رکھیں۔ عمل کے پیرامیٹرز یہ ہیں: 750 ڈگری کا آکسیکرن درجہ حرارت، 12L/منٹ کی نائٹروجن بہاؤ کی شرح، 5L/منٹ کی آکسیجن بہاؤ کی شرح، اور 25 منٹ کا آکسیکرن وقت۔ یہ عمل آکسیجن اور نائٹروجن پر مشتمل آکسیڈیشن فضلہ گیس (گرم ہوا) پیدا کرتا ہے، جسے آکسیڈیشن فرنس کے ایگزاسٹ پورٹ کے ذریعے خارج کیا جاتا ہے اور پھر ورکشاپ ٹاپ ہاٹ ایگزاسٹ سسٹم کے ذریعے خارج کیا جاتا ہے۔