ವೇಫರ್ ಮೇಲ್ಮೈ ಮಾಲಿನ್ಯ ಮತ್ತು ಅದರ ಪತ್ತೆ ವಿಧಾನ

ನ ಸ್ವಚ್ಛತೆವೇಫರ್ ಮೇಲ್ಮೈನಂತರದ ಅರೆವಾಹಕ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳು ಮತ್ತು ಉತ್ಪನ್ನಗಳ ಅರ್ಹತಾ ದರವನ್ನು ಹೆಚ್ಚು ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುತ್ತದೆ. ಎಲ್ಲಾ ಇಳುವರಿ ನಷ್ಟಗಳಲ್ಲಿ 50% ವರೆಗೆ ಉಂಟಾಗುತ್ತದೆವೇಫರ್ ಮೇಲ್ಮೈಮಾಲಿನ್ಯ.

ಸಾಧನದ ವಿದ್ಯುತ್ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆ ಅಥವಾ ಸಾಧನ ಉತ್ಪಾದನಾ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಅನಿಯಂತ್ರಿತ ಬದಲಾವಣೆಗಳನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡುವ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಒಟ್ಟಾರೆಯಾಗಿ ಮಾಲಿನ್ಯಕಾರಕಗಳು ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಮಾಲಿನ್ಯಕಾರಕಗಳು ವೇಫರ್, ಕ್ಲೀನ್ ರೂಮ್, ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ ಉಪಕರಣಗಳು, ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ ರಾಸಾಯನಿಕಗಳು ಅಥವಾ ನೀರಿನಿಂದ ಬರಬಹುದು.ವೇಫರ್ಮಾಲಿನ್ಯವನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ದೃಶ್ಯ ವೀಕ್ಷಣೆ, ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ ತಪಾಸಣೆ ಅಥವಾ ಅಂತಿಮ ಸಾಧನ ಪರೀಕ್ಷೆಯಲ್ಲಿ ಸಂಕೀರ್ಣ ವಿಶ್ಲೇಷಣಾತ್ಮಕ ಸಾಧನಗಳ ಬಳಕೆಯಿಂದ ಕಂಡುಹಿಡಿಯಬಹುದು.

▲ಸಿಲಿಕಾನ್ ವೇಫರ್‌ಗಳ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿರುವ ಮಾಲಿನ್ಯಕಾರಕಗಳು | ಚಿತ್ರದ ಮೂಲ ನೆಟ್ವರ್ಕ್

ಮಾಲಿನ್ಯದ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆಯ ಫಲಿತಾಂಶಗಳನ್ನು ಅವರು ಎದುರಿಸಿದ ಮಾಲಿನ್ಯದ ಮಟ್ಟ ಮತ್ತು ಪ್ರಕಾರವನ್ನು ಪ್ರತಿಬಿಂಬಿಸಲು ಬಳಸಬಹುದುವೇಫರ್ಒಂದು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಹಂತದಲ್ಲಿ, ಒಂದು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಯಂತ್ರ ಅಥವಾ ಒಟ್ಟಾರೆ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ. ಪತ್ತೆ ವಿಧಾನಗಳ ವರ್ಗೀಕರಣದ ಪ್ರಕಾರ,ವೇಫರ್ ಮೇಲ್ಮೈಮಾಲಿನ್ಯವನ್ನು ಈ ಕೆಳಗಿನ ಪ್ರಕಾರಗಳಾಗಿ ವಿಂಗಡಿಸಬಹುದು.

ಲೋಹದ ಮಾಲಿನ್ಯ

ಲೋಹಗಳಿಂದ ಉಂಟಾಗುವ ಮಾಲಿನ್ಯವು ವಿವಿಧ ಹಂತಗಳ ಅರೆವಾಹಕ ಸಾಧನ ದೋಷಗಳನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡಬಹುದು.
ಕ್ಷಾರೀಯ ಲೋಹಗಳು ಅಥವಾ ಕ್ಷಾರೀಯ ಭೂಮಿಯ ಲೋಹಗಳು (Li, Na, K, Ca, Mg, Ba, ಇತ್ಯಾದಿ) pn ರಚನೆಯಲ್ಲಿ ಸೋರಿಕೆ ಪ್ರವಾಹವನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡಬಹುದು, ಇದು ಆಕ್ಸೈಡ್ನ ಸ್ಥಗಿತ ವೋಲ್ಟೇಜ್ಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ; ಪರಿವರ್ತನೆಯ ಲೋಹ ಮತ್ತು ಹೆವಿ ಮೆಟಲ್ (Fe, Cr, Ni, Cu, Au, Mn, Pb, ಇತ್ಯಾದಿ) ಮಾಲಿನ್ಯವು ವಾಹಕ ಜೀವನ ಚಕ್ರವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ, ಘಟಕದ ಸೇವಾ ಜೀವನವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಅಥವಾ ಘಟಕವು ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತಿರುವಾಗ ಡಾರ್ಕ್ ಕರೆಂಟ್ ಅನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ.

ಲೋಹದ ಮಾಲಿನ್ಯವನ್ನು ಪತ್ತೆಹಚ್ಚಲು ಸಾಮಾನ್ಯ ವಿಧಾನಗಳೆಂದರೆ ಟೋಟಲ್ ರಿಫ್ಲೆಕ್ಷನ್ ಎಕ್ಸ್-ರೇ ಫ್ಲೋರೊಸೆನ್ಸ್, ಪರಮಾಣು ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರೋಸ್ಕೋಪಿ ಮತ್ತು ಇಂಡಕ್ಟಿವ್ಲಿ ಕಪಲ್ಡ್ ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ ಮಾಸ್ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರೋಮೆಟ್ರಿ (ICP-MS).

▲ ವೇಫರ್ ಮೇಲ್ಮೈ ಮಾಲಿನ್ಯ | ರಿಸರ್ಚ್ ಗೇಟ್

ಶುಚಿಗೊಳಿಸುವಿಕೆ, ಎಚ್ಚಣೆ, ಲಿಥೋಗ್ರಫಿ, ಠೇವಣಿ ಇತ್ಯಾದಿಗಳಲ್ಲಿ ಬಳಸುವ ಕಾರಕಗಳಿಂದ ಅಥವಾ ಓವನ್‌ಗಳು, ರಿಯಾಕ್ಟರ್‌ಗಳು, ಅಯಾನ್ ಇಂಪ್ಲಾಂಟೇಶನ್ ಮುಂತಾದ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಬಳಸುವ ಯಂತ್ರಗಳಿಂದ ಲೋಹದ ಮಾಲಿನ್ಯವು ಬರಬಹುದು ಅಥವಾ ಇದು ಅಸಡ್ಡೆ ವೇಫರ್ ನಿರ್ವಹಣೆಯಿಂದ ಉಂಟಾಗಬಹುದು.

ಕಣಗಳ ಮಾಲಿನ್ಯ

ಮೇಲ್ಮೈ ದೋಷಗಳಿಂದ ಚದುರಿದ ಬೆಳಕನ್ನು ಪತ್ತೆಹಚ್ಚುವ ಮೂಲಕ ನಿಜವಾದ ವಸ್ತು ನಿಕ್ಷೇಪಗಳನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ವೀಕ್ಷಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಕಣಗಳ ಮಾಲಿನ್ಯಕ್ಕೆ ಹೆಚ್ಚು ನಿಖರವಾದ ವೈಜ್ಞಾನಿಕ ಹೆಸರು ಬೆಳಕಿನ-ಬಿಂದು ದೋಷವಾಗಿದೆ. ಕಣಗಳ ಮಾಲಿನ್ಯವು ಎಚ್ಚಣೆ ಮತ್ತು ಲಿಥೋಗ್ರಫಿ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳಲ್ಲಿ ತಡೆಯುವ ಅಥವಾ ಮರೆಮಾಚುವ ಪರಿಣಾಮಗಳನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡಬಹುದು.

ಫಿಲ್ಮ್ ಬೆಳವಣಿಗೆ ಅಥವಾ ಶೇಖರಣೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ಪಿನ್‌ಹೋಲ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಮೈಕ್ರೊವಾಯ್ಡ್‌ಗಳು ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಕಣಗಳು ದೊಡ್ಡದಾಗಿದ್ದರೆ ಮತ್ತು ವಾಹಕವಾಗಿದ್ದರೆ, ಅವು ಶಾರ್ಟ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್‌ಗಳನ್ನು ಸಹ ಉಂಟುಮಾಡಬಹುದು.

▲ ಕಣ ಮಾಲಿನ್ಯದ ರಚನೆ | ಚಿತ್ರದ ಮೂಲ ನೆಟ್ವರ್ಕ್

ಸಣ್ಣ ಕಣಗಳ ಮಾಲಿನ್ಯವು ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ನೆರಳುಗಳನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡಬಹುದು, ಉದಾಹರಣೆಗೆ ಫೋಟೋಲಿಥೋಗ್ರಫಿ ಸಮಯದಲ್ಲಿ. ಫೋಟೊಮಾಸ್ಕ್ ಮತ್ತು ಫೋಟೊರೆಸಿಸ್ಟ್ ಪದರದ ನಡುವೆ ದೊಡ್ಡ ಕಣಗಳು ನೆಲೆಗೊಂಡಿದ್ದರೆ, ಅವು ಸಂಪರ್ಕದ ಮಾನ್ಯತೆಯ ರೆಸಲ್ಯೂಶನ್ ಅನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಬಹುದು.

ಜೊತೆಗೆ, ಅವರು ಅಯಾನು ಅಳವಡಿಕೆ ಅಥವಾ ಒಣ ಎಚ್ಚಣೆ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ವೇಗವರ್ಧಿತ ಅಯಾನುಗಳನ್ನು ನಿರ್ಬಂಧಿಸಬಹುದು. ಕಣಗಳನ್ನು ಫಿಲ್ಮ್‌ನಿಂದ ಸುತ್ತುವರಿಯಬಹುದು, ಇದರಿಂದ ಉಬ್ಬುಗಳು ಮತ್ತು ಉಬ್ಬುಗಳು ಇರುತ್ತವೆ. ನಂತರದ ಠೇವಣಿ ಪದರಗಳು ಈ ಸ್ಥಳಗಳಲ್ಲಿ ಶೇಖರಣೆಯನ್ನು ಬಿರುಕುಗೊಳಿಸಬಹುದು ಅಥವಾ ಪ್ರತಿರೋಧಿಸಬಹುದು, ಒಡ್ಡುವಿಕೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಸಮಸ್ಯೆಗಳನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡಬಹುದು.

ಸಾವಯವ ಮಾಲಿನ್ಯ

ಇಂಗಾಲವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಮಾಲಿನ್ಯಕಾರಕಗಳು, ಹಾಗೆಯೇ C ಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದ ಬಂಧದ ರಚನೆಗಳನ್ನು ಸಾವಯವ ಮಾಲಿನ್ಯ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಸಾವಯವ ಮಾಲಿನ್ಯಕಾರಕಗಳು ಅನಿರೀಕ್ಷಿತ ಹೈಡ್ರೋಫೋಬಿಕ್ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡಬಹುದುವೇಫರ್ ಮೇಲ್ಮೈ, ಮೇಲ್ಮೈ ಒರಟುತನವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಿ, ಮಬ್ಬು ಮೇಲ್ಮೈಯನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡುತ್ತದೆ, ಎಪಿಟಾಕ್ಸಿಯಲ್ ಪದರದ ಬೆಳವಣಿಗೆಯನ್ನು ಅಡ್ಡಿಪಡಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಮಾಲಿನ್ಯಕಾರಕಗಳನ್ನು ಮೊದಲು ತೆಗೆದುಹಾಕದಿದ್ದರೆ ಲೋಹದ ಮಾಲಿನ್ಯದ ಶುಚಿಗೊಳಿಸುವ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುತ್ತದೆ.

ಅಂತಹ ಮೇಲ್ಮೈ ಮಾಲಿನ್ಯವನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಥರ್ಮಲ್ ಡಿಸಾರ್ಪ್ಶನ್ ಎಂಎಸ್, ಎಕ್ಸ್-ರೇ ಫೋಟೊಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರೋಸ್ಕೋಪಿ ಮತ್ತು ಆಗರ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರೋಸ್ಕೋಪಿಯಂತಹ ಉಪಕರಣಗಳಿಂದ ಕಂಡುಹಿಡಿಯಲಾಗುತ್ತದೆ.

▲ಚಿತ್ರ ಮೂಲ ಜಾಲ

ಅನಿಲ ಮಾಲಿನ್ಯ ಮತ್ತು ನೀರಿನ ಮಾಲಿನ್ಯ

ವಾಯುಮಂಡಲದ ಅಣುಗಳು ಮತ್ತು ಆಣ್ವಿಕ ಗಾತ್ರದೊಂದಿಗೆ ನೀರಿನ ಮಾಲಿನ್ಯವನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಸಾಮಾನ್ಯ ಉನ್ನತ-ದಕ್ಷತೆಯ ಕಣಗಳ ಗಾಳಿ (HEPA) ಅಥವಾ ಅಲ್ಟ್ರಾ-ಕಡಿಮೆ ನುಗ್ಗುವ ಏರ್ ಫಿಲ್ಟರ್‌ಗಳಿಂದ (ULPA) ತೆಗೆದುಹಾಕಲಾಗುವುದಿಲ್ಲ. ಅಂತಹ ಮಾಲಿನ್ಯವನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಅಯಾನ್ ಮಾಸ್ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರೋಮೆಟ್ರಿ ಮತ್ತು ಕ್ಯಾಪಿಲ್ಲರಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಫೋರೆಸಿಸ್ ಮೂಲಕ ಮೇಲ್ವಿಚಾರಣೆ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಕೆಲವು ಮಾಲಿನ್ಯಕಾರಕಗಳು ಬಹು ವರ್ಗಗಳಿಗೆ ಸೇರಿರಬಹುದು, ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಕಣಗಳು ಸಾವಯವ ಅಥವಾ ಲೋಹೀಯ ವಸ್ತುಗಳಿಂದ ಅಥವಾ ಎರಡರಿಂದ ಕೂಡಿರಬಹುದು, ಆದ್ದರಿಂದ ಈ ರೀತಿಯ ಮಾಲಿನ್ಯವನ್ನು ಇತರ ವಿಧಗಳಾಗಿ ವರ್ಗೀಕರಿಸಬಹುದು.

 

▲ಅನಿಲದ ಅಣು ಮಾಲಿನ್ಯಕಾರಕಗಳು | ಅಯೋನಿಕಾನ್

ಇದರ ಜೊತೆಗೆ, ವೇಫರ್ ಮಾಲಿನ್ಯವನ್ನು ಮಾಲಿನ್ಯದ ಮೂಲದ ಗಾತ್ರಕ್ಕೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿ ಆಣ್ವಿಕ ಮಾಲಿನ್ಯ, ಕಣಗಳ ಮಾಲಿನ್ಯ ಮತ್ತು ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಿಂದ ಪಡೆದ ಶಿಲಾಖಂಡರಾಶಿಗಳ ಮಾಲಿನ್ಯ ಎಂದು ವರ್ಗೀಕರಿಸಬಹುದು. ಮಾಲಿನ್ಯದ ಕಣದ ಗಾತ್ರವು ಚಿಕ್ಕದಾಗಿದೆ, ಅದನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕಲು ಹೆಚ್ಚು ಕಷ್ಟವಾಗುತ್ತದೆ. ಇಂದಿನ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಘಟಕಗಳ ತಯಾರಿಕೆಯಲ್ಲಿ, ವೇಫರ್ ಕ್ಲೀನಿಂಗ್ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನಗಳು ಸಂಪೂರ್ಣ ಉತ್ಪಾದನಾ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ 30% - 40% ರಷ್ಟಿದೆ.

 

▲ಸಿಲಿಕಾನ್ ವೇಫರ್‌ಗಳ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿರುವ ಮಾಲಿನ್ಯಕಾರಕಗಳು | ಚಿತ್ರದ ಮೂಲ ನೆಟ್ವರ್ಕ್