वेफर सतह संदूषण और उसका पता लगाने की विधि

की साफ-सफाईवेफर सतहबाद की अर्धचालक प्रक्रियाओं और उत्पादों की योग्यता दर पर बहुत प्रभाव पड़ेगा। कुल उपज हानि का 50% तक नुकसान किसके कारण होता है?वेफर सतहदूषण।

वे वस्तुएँ जो उपकरण या उपकरण निर्माण प्रक्रिया के विद्युत प्रदर्शन में अनियंत्रित परिवर्तन का कारण बन सकती हैं, उन्हें सामूहिक रूप से संदूषक कहा जाता है। संदूषक स्वयं वेफर, साफ कमरे, प्रक्रिया उपकरण, प्रक्रिया रसायन या पानी से आ सकते हैं।वफ़रसंदूषण का पता आम तौर पर दृश्य अवलोकन, प्रक्रिया निरीक्षण, या अंतिम उपकरण परीक्षण में जटिल विश्लेषणात्मक उपकरणों के उपयोग से लगाया जा सकता है।

▲सिलिकॉन वेफर्स की सतह पर संदूषक | छवि स्रोत नेटवर्क

संदूषण विश्लेषण के परिणामों का उपयोग उनके द्वारा सामना किए गए संदूषण की डिग्री और प्रकार को प्रतिबिंबित करने के लिए किया जा सकता हैवफ़रएक निश्चित प्रक्रिया चरण, एक विशिष्ट मशीन या समग्र प्रक्रिया में। पता लगाने के तरीकों के वर्गीकरण के अनुसार,वेफर सतहसंदूषण को निम्नलिखित प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है।

धातु संदूषण

धातुओं के कारण होने वाला संदूषण अलग-अलग डिग्री के अर्धचालक उपकरण दोष का कारण बन सकता है।
क्षार धातुएँ या क्षारीय पृथ्वी धातुएँ (Li, Na, K, Ca, Mg, Ba, आदि) पीएन संरचना में रिसाव धारा का कारण बन सकती हैं, जिसके परिणामस्वरूप ऑक्साइड का वोल्टेज टूट जाता है; संक्रमण धातु और भारी धातु (Fe, Cr, Ni, Cu, Au, Mn, Pb, आदि) प्रदूषण वाहक जीवन चक्र को कम कर सकता है, घटक की सेवा जीवन को कम कर सकता है या घटक के काम करने पर डार्क करंट को बढ़ा सकता है।

धातु संदूषण का पता लगाने के लिए सामान्य तरीके कुल प्रतिबिंब एक्स-रे प्रतिदीप्ति, परमाणु अवशोषण स्पेक्ट्रोस्कोपी और प्रेरक रूप से युग्मित प्लाज्मा मास स्पेक्ट्रोमेट्री (आईसीपी-एमएस) हैं।

▲ वेफर सतह संदूषण | अनुसंधानद्वार

धातु संदूषण सफाई, नक़्क़ाशी, लिथोग्राफी, जमाव आदि में उपयोग किए जाने वाले अभिकर्मकों से या प्रक्रिया में उपयोग की जाने वाली मशीनों जैसे ओवन, रिएक्टर, आयन प्रत्यारोपण इत्यादि से आ सकता है, या यह लापरवाह वेफर हैंडलिंग के कारण हो सकता है।

कण संदूषण

वास्तविक सामग्री जमाव आमतौर पर सतह दोषों से बिखरे हुए प्रकाश का पता लगाकर देखा जाता है। इसलिए, कण संदूषण का अधिक सटीक वैज्ञानिक नाम प्रकाश-बिंदु दोष है। कण संदूषण नक़्क़ाशी और लिथोग्राफी प्रक्रियाओं में अवरोध या मास्किंग प्रभाव पैदा कर सकता है।

फिल्म के विकास या जमाव के दौरान, पिनहोल और माइक्रोवॉइड उत्पन्न होते हैं, और यदि कण बड़े और प्रवाहकीय हैं, तो वे शॉर्ट सर्किट का कारण भी बन सकते हैं।

▲ कण संदूषण का निर्माण | छवि स्रोत नेटवर्क

छोटे कण संदूषण सतह पर छाया का कारण बन सकते हैं, जैसे कि फोटोलिथोग्राफी के दौरान। यदि बड़े कण फोटोमास्क और फोटोरेसिस्ट परत के बीच स्थित हैं, तो वे संपर्क एक्सपोज़र के रिज़ॉल्यूशन को कम कर सकते हैं।

इसके अलावा, वे आयन आरोपण या सूखी नक़्क़ाशी के दौरान त्वरित आयनों को अवरुद्ध कर सकते हैं। कणों को फिल्म द्वारा भी घेरा जा सकता है, ताकि धक्कों और धक्कों पर ध्यान दिया जा सके। बाद में जमा हुई परतें इन स्थानों पर दरार डाल सकती हैं या संचय का विरोध कर सकती हैं, जिससे एक्सपोज़र के दौरान समस्याएं पैदा हो सकती हैं।

जैविक संदूषण

कार्बन युक्त संदूषक, साथ ही सी से जुड़ी बंधन संरचनाएं, कार्बनिक संदूषण कहलाती हैं। कार्बनिक संदूषक अप्रत्याशित हाइड्रोफोबिक गुण पैदा कर सकते हैंवेफर सतह, सतह का खुरदरापन बढ़ाता है, धुंधली सतह उत्पन्न करता है, एपिटैक्सियल परत के विकास को बाधित करता है, और यदि दूषित पदार्थों को पहले नहीं हटाया जाता है तो धातु संदूषण के सफाई प्रभाव को प्रभावित करता है।

इस तरह के सतह संदूषण का पता आमतौर पर थर्मल डिसोर्प्शन एमएस, एक्स-रे फोटोइलेक्ट्रॉन स्पेक्ट्रोस्कोपी और ऑगर इलेक्ट्रॉन स्पेक्ट्रोस्कोपी जैसे उपकरणों द्वारा लगाया जाता है।

▲ छवि स्रोत नेटवर्क

गैसीय संदूषण और जल संदूषण

वायुमंडलीय अणुओं और आणविक आकार के पानी के संदूषण को आमतौर पर सामान्य उच्च दक्षता वाले पार्टिकुलेट एयर (HEPA) या अल्ट्रा-लो पेनेट्रेशन एयर फिल्टर (ULPA) द्वारा नहीं हटाया जाता है। इस तरह के संदूषण की निगरानी आमतौर पर आयन मास स्पेक्ट्रोमेट्री और केशिका वैद्युतकणसंचलन द्वारा की जाती है।

कुछ संदूषक कई श्रेणियों से संबंधित हो सकते हैं, उदाहरण के लिए, कण कार्बनिक या धातु सामग्री या दोनों से बने हो सकते हैं, इसलिए इस प्रकार के संदूषण को अन्य प्रकारों के रूप में भी वर्गीकृत किया जा सकता है।

 

▲गैसीय आणविक संदूषक | IONICON

इसके अलावा, वेफर संदूषण को संदूषण स्रोत के आकार के अनुसार आणविक संदूषण, कण संदूषण और प्रक्रिया-व्युत्पन्न मलबे संदूषण के रूप में भी वर्गीकृत किया जा सकता है। संदूषण कण का आकार जितना छोटा होगा, उसे हटाना उतना ही कठिन होगा। आज के इलेक्ट्रॉनिक घटक निर्माण में, वेफर सफाई प्रक्रियाएं पूरी उत्पादन प्रक्रिया का 30% - 40% हिस्सा लेती हैं।

 

▲सिलिकॉन वेफर्स की सतह पर संदूषक | छवि स्रोत नेटवर्क