വേഫർ ഉപരിതല മലിനീകരണവും അതിൻ്റെ കണ്ടെത്തൽ രീതിയും

യുടെ ശുചിത്വംവേഫർ ഉപരിതലംതുടർന്നുള്ള അർദ്ധചാലക പ്രക്രിയകളുടെയും ഉൽപ്പന്നങ്ങളുടെയും യോഗ്യതാ നിരക്കിനെ അത് വളരെയധികം ബാധിക്കും. 50% വരെ വിളവ് നഷ്ടം സംഭവിക്കുന്നത്വേഫർ ഉപരിതലംമലിനീകരണം.

ഉപകരണത്തിൻ്റെ വൈദ്യുത പ്രകടനത്തിലോ ഉപകരണ നിർമ്മാണ പ്രക്രിയയിലോ അനിയന്ത്രിതമായ മാറ്റങ്ങൾക്ക് കാരണമാകുന്ന വസ്തുക്കളെ മൊത്തത്തിൽ മലിനീകരണം എന്ന് വിളിക്കുന്നു. മാലിന്യങ്ങൾ വേഫറിൽ നിന്നോ, വൃത്തിയുള്ള മുറിയിൽ നിന്നോ, പ്രോസസ്സ് ടൂളിൽ നിന്നോ, പ്രോസസ് കെമിക്കൽസ് അല്ലെങ്കിൽ ജലത്തിൽ നിന്നോ വരാം.വേഫർമലിനീകരണം സാധാരണയായി ദൃശ്യ നിരീക്ഷണം, പ്രോസസ്സ് പരിശോധന അല്ലെങ്കിൽ അന്തിമ ഉപകരണ പരിശോധനയിൽ സങ്കീർണ്ണമായ വിശകലന ഉപകരണങ്ങളുടെ ഉപയോഗം എന്നിവയിലൂടെ കണ്ടെത്താനാകും.

▲സിലിക്കൺ വേഫറുകളുടെ ഉപരിതലത്തിലെ മലിനീകരണം | ഇമേജ് ഉറവിട നെറ്റ്‌വർക്ക്

നേരിടുന്ന മലിനീകരണത്തിൻ്റെ അളവും തരവും പ്രതിഫലിപ്പിക്കാൻ മലിനീകരണ വിശകലനത്തിൻ്റെ ഫലങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കാംവേഫർഒരു നിശ്ചിത പ്രക്രിയ ഘട്ടത്തിൽ, ഒരു നിർദ്ദിഷ്ട യന്ത്രം അല്ലെങ്കിൽ മൊത്തത്തിലുള്ള പ്രക്രിയ. കണ്ടെത്തൽ രീതികളുടെ വർഗ്ഗീകരണം അനുസരിച്ച്,വേഫർ ഉപരിതലംമലിനീകരണത്തെ ഇനിപ്പറയുന്ന തരങ്ങളായി തിരിക്കാം.

ലോഹ മലിനീകരണം

ലോഹങ്ങൾ മൂലമുണ്ടാകുന്ന മലിനീകരണം വ്യത്യസ്ത അളവിലുള്ള അർദ്ധചാലക ഉപകരണ വൈകല്യങ്ങൾക്ക് കാരണമാകും.
ആൽക്കലി ലോഹങ്ങൾ അല്ലെങ്കിൽ ആൽക്കലൈൻ എർത്ത് ലോഹങ്ങൾ (Li, Na, K, Ca, Mg, Ba, മുതലായവ) pn ഘടനയിൽ ലീക്കേജ് കറൻ്റ് ഉണ്ടാക്കാം, ഇത് ഓക്സൈഡിൻ്റെ ബ്രേക്ക്ഡൌൺ വോൾട്ടേജിലേക്ക് നയിക്കുന്നു; സംക്രമണ ലോഹവും ഹെവി മെറ്റലും (Fe, Cr, Ni, Cu, Au, Mn, Pb, മുതലായവ) മലിനീകരണം കാരിയർ ജീവിത ചക്രം കുറയ്ക്കും, ഘടകത്തിൻ്റെ സേവന ആയുസ്സ് കുറയ്ക്കും അല്ലെങ്കിൽ ഘടകം പ്രവർത്തിക്കുമ്പോൾ ഇരുണ്ട കറൻ്റ് വർദ്ധിപ്പിക്കും.

ലോഹ മലിനീകരണം കണ്ടുപിടിക്കുന്നതിനുള്ള സാധാരണ രീതികൾ മൊത്തം പ്രതിഫലന എക്സ്-റേ ഫ്ലൂറസെൻസ്, ആറ്റോമിക് അബ്സോർപ്ഷൻ സ്പെക്ട്രോസ്കോപ്പി, ഇൻഡക്റ്റീവ് കപ്പിൾഡ് പ്ലാസ്മ മാസ് സ്പെക്ട്രോമെട്രി (ICP-MS) എന്നിവയാണ്.

▲ വേഫർ ഉപരിതല മലിനീകരണം | റിസർച്ച് ഗേറ്റ്

ലോഹ മലിനീകരണം ക്ലീനിംഗ്, എച്ചിംഗ്, ലിത്തോഗ്രാഫി, ഡിപ്പോസിഷൻ മുതലായവയിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന റിയാക്ടറുകളിൽ നിന്നോ ഓവനുകൾ, റിയാക്ടറുകൾ, അയോൺ ഇംപ്ലാൻ്റേഷൻ തുടങ്ങിയ പ്രക്രിയയിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന മെഷീനുകളിൽ നിന്നോ അല്ലെങ്കിൽ അശ്രദ്ധമായ വേഫർ കൈകാര്യം ചെയ്യുന്നതിലൂടെയോ ഉണ്ടാകാം.

കണിക മലിനീകരണം

ഉപരിതല വൈകല്യങ്ങളിൽ നിന്ന് ചിതറിക്കിടക്കുന്ന പ്രകാശം കണ്ടെത്തുന്നതിലൂടെ യഥാർത്ഥ മെറ്റീരിയൽ നിക്ഷേപങ്ങൾ സാധാരണയായി നിരീക്ഷിക്കപ്പെടുന്നു. അതിനാൽ, കണിക മലിനീകരണത്തിൻ്റെ കൂടുതൽ കൃത്യമായ ശാസ്ത്രീയ നാമം ലൈറ്റ്-പോയിൻ്റ് വൈകല്യമാണ്. കണിക മലിനീകരണം, എച്ചിംഗ്, ലിത്തോഗ്രാഫി പ്രക്രിയകളിൽ തടയുന്നതിനോ മറയ്ക്കുന്നതിനോ കാരണമാകും.

ഫിലിം വളർച്ചയിലോ നിക്ഷേപത്തിലോ, പിൻഹോളുകളും മൈക്രോവോയിഡുകളും ഉണ്ടാകുന്നു, കണികകൾ വലുതും ചാലകവുമാണെങ്കിൽ, അവ ഷോർട്ട് സർക്യൂട്ടുകൾക്ക് പോലും കാരണമാകും.

▲ കണികാ മലിനീകരണത്തിൻ്റെ രൂപീകരണം | ഇമേജ് ഉറവിട നെറ്റ്‌വർക്ക്

ചെറിയ കണിക മലിനീകരണം ഫോട്ടോലിത്തോഗ്രാഫി സമയത്ത് പോലെ ഉപരിതലത്തിൽ നിഴലുകൾക്ക് കാരണമാകും. ഫോട്ടോമാസ്കിനും ഫോട്ടോറെസിസ്റ്റ് ലെയറിനുമിടയിൽ വലിയ കണങ്ങൾ സ്ഥിതിചെയ്യുന്നുണ്ടെങ്കിൽ, കോൺടാക്റ്റ് എക്സ്പോഷറിൻ്റെ മിഴിവ് കുറയ്ക്കാൻ അവർക്ക് കഴിയും.

കൂടാതെ, അയോൺ ഇംപ്ലാൻ്റേഷൻ അല്ലെങ്കിൽ ഡ്രൈ എച്ചിംഗ് സമയത്ത് അവയ്ക്ക് ത്വരിതപ്പെടുത്തിയ അയോണുകളെ തടയാൻ കഴിയും. കണികകളും ഫിലിം കൊണ്ട് പൊതിഞ്ഞിരിക്കാം, അങ്ങനെ പാലുണ്ണികളും പാലുണ്ണികളും ഉണ്ടാകും. തുടർന്നുള്ള നിക്ഷേപിച്ച പാളികൾ പൊട്ടുകയോ ഈ സ്ഥലങ്ങളിൽ അടിഞ്ഞുകൂടുന്നത് പ്രതിരോധിക്കുകയോ ചെയ്യാം, ഇത് എക്സ്പോഷർ സമയത്ത് പ്രശ്നങ്ങൾ ഉണ്ടാക്കുന്നു.

ജൈവ മലിനീകരണം

കാർബൺ അടങ്ങിയ മലിനീകരണം, അതുപോലെ സിയുമായി ബന്ധപ്പെട്ട ബോണ്ടിംഗ് ഘടനകൾ എന്നിവയെ ഓർഗാനിക് മലിനീകരണം എന്ന് വിളിക്കുന്നു. ജൈവമാലിന്യങ്ങൾ അപ്രതീക്ഷിതമായ ഹൈഡ്രോഫോബിക് ഗുണങ്ങൾക്ക് കാരണമായേക്കാംവേഫർ ഉപരിതലം, ഉപരിതലത്തിൻ്റെ പരുക്കൻത വർദ്ധിപ്പിക്കുക, മങ്ങിയ പ്രതലം ഉണ്ടാക്കുക, എപ്പിറ്റാക്സിയൽ പാളിയുടെ വളർച്ചയെ തടസ്സപ്പെടുത്തുക, മലിനീകരണം ആദ്യം നീക്കം ചെയ്തില്ലെങ്കിൽ ലോഹ മലിനീകരണത്തിൻ്റെ ക്ലീനിംഗ് ഫലത്തെ ബാധിക്കുക.

തെർമൽ ഡിസോർപ്ഷൻ എംഎസ്, എക്സ്-റേ ഫോട്ടോഇലക്ട്രോൺ സ്പെക്ട്രോസ്കോപ്പി, ഓഗർ ഇലക്ട്രോൺ സ്പെക്ട്രോസ്കോപ്പി തുടങ്ങിയ ഉപകരണങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ചാണ് ഇത്തരം ഉപരിതല മലിനീകരണം സാധാരണയായി കണ്ടുപിടിക്കുന്നത്.

▲ചിത്ര ഉറവിട ശൃംഖല

വാതക മലിനീകരണവും ജലമലിനീകരണവും

അന്തരീക്ഷ തന്മാത്രകളും തന്മാത്രാ വലിപ്പമുള്ള ജലമലിനീകരണവും സാധാരണ ഉയർന്ന കാര്യക്ഷമതയുള്ള കണികാ വായു (HEPA) അല്ലെങ്കിൽ അൾട്രാ-ലോ പെനട്രേഷൻ എയർ ഫിൽട്ടറുകൾ (ULPA) വഴി സാധാരണയായി നീക്കം ചെയ്യപ്പെടുന്നില്ല. അത്തരം മലിനീകരണം സാധാരണയായി അയോൺ മാസ് സ്പെക്ട്രോമെട്രിയും കാപ്പിലറി ഇലക്ട്രോഫോറെസിസും നിരീക്ഷിക്കുന്നു.

ചില മലിനീകരണങ്ങൾ ഒന്നിലധികം വിഭാഗങ്ങളിൽ പെട്ടതാകാം, ഉദാഹരണത്തിന്, കണികകൾ ഓർഗാനിക് അല്ലെങ്കിൽ മെറ്റാലിക് പദാർത്ഥങ്ങൾ അല്ലെങ്കിൽ രണ്ടും ചേർന്നതായിരിക്കാം, അതിനാൽ ഇത്തരത്തിലുള്ള മലിനീകരണത്തെ മറ്റ് തരങ്ങളായി തരംതിരിക്കാം.

 

▲വാതക തന്മാത്രാ മാലിന്യങ്ങൾ | അയണികൺ

കൂടാതെ, വേഫർ മലിനീകരണത്തെ തന്മാത്രാ മലിനീകരണം, കണികാ മലിനീകരണം, മലിനീകരണ സ്രോതസ്സിൻ്റെ വലിപ്പം അനുസരിച്ച് പ്രക്രിയയിൽ നിന്ന് ലഭിക്കുന്ന അവശിഷ്ടങ്ങൾ മലിനീകരണം എന്നിങ്ങനെ തരംതിരിക്കാം. മലിനീകരണ കണികയുടെ വലിപ്പം ചെറുതാണെങ്കിൽ, അത് നീക്കം ചെയ്യുന്നത് കൂടുതൽ ബുദ്ധിമുട്ടാണ്. ഇന്നത്തെ ഇലക്ട്രോണിക് ഘടകങ്ങളുടെ നിർമ്മാണത്തിൽ, മുഴുവൻ ഉൽപാദന പ്രക്രിയയുടെ 30% - 40% വരെ വേഫർ ക്ലീനിംഗ് നടപടിക്രമങ്ങളാണ്.

 

▲സിലിക്കൺ വേഫറുകളുടെ ഉപരിതലത്തിലെ മലിനീകരണം | ഇമേജ് ഉറവിട നെറ്റ്‌വർക്ക്