పొర ఉపరితల కాలుష్యం మరియు దాని గుర్తింపు పద్ధతి

యొక్క పరిశుభ్రతపొర ఉపరితలంతదుపరి సెమీకండక్టర్ ప్రక్రియలు మరియు ఉత్పత్తుల అర్హత రేటును బాగా ప్రభావితం చేస్తుంది. మొత్తం దిగుబడి నష్టాలలో 50% వరకు దీని వలన సంభవిస్తుందిపొర ఉపరితలంకాలుష్యం.

పరికరం యొక్క విద్యుత్ పనితీరు లేదా పరికర తయారీ ప్రక్రియలో అనియంత్రిత మార్పులకు కారణమయ్యే వస్తువులను సమిష్టిగా కలుషితాలుగా సూచిస్తారు. కలుషితాలు పొర, శుభ్రమైన గది, ప్రాసెస్ సాధనాలు, రసాయనాలు లేదా నీటి నుండి రావచ్చు.పొరకాలుష్యాన్ని సాధారణంగా దృశ్య పరిశీలన, ప్రక్రియ తనిఖీ లేదా తుది పరికర పరీక్షలో సంక్లిష్ట విశ్లేషణాత్మక పరికరాలను ఉపయోగించడం ద్వారా గుర్తించవచ్చు.

▲సిలికాన్ పొరల ఉపరితలంపై కలుషితాలు | ఇమేజ్ సోర్స్ నెట్‌వర్క్

కాలుష్య విశ్లేషణ యొక్క ఫలితాలు, ద్వారా ఎదుర్కొన్న కాలుష్యం యొక్క డిగ్రీ మరియు రకాన్ని ప్రతిబింబించడానికి ఉపయోగించవచ్చుపొరఒక నిర్దిష్ట ప్రక్రియ దశలో, నిర్దిష్ట యంత్రం లేదా మొత్తం ప్రక్రియ. గుర్తింపు పద్ధతుల వర్గీకరణ ప్రకారం,పొర ఉపరితలంకాలుష్యాన్ని క్రింది రకాలుగా విభజించవచ్చు.

మెటల్ కాలుష్యం

లోహాల వల్ల కలిగే కాలుష్యం వివిధ స్థాయిలలో సెమీకండక్టర్ పరికర లోపాలను కలిగిస్తుంది.
క్షార లోహాలు లేదా ఆల్కలీన్ ఎర్త్ లోహాలు (Li, Na, K, Ca, Mg, Ba, మొదలైనవి) pn నిర్మాణంలో లీకేజ్ కరెంట్‌కు కారణమవుతాయి, ఇది ఆక్సైడ్ యొక్క బ్రేక్‌డౌన్ వోల్టేజ్‌కు దారితీస్తుంది; పరివర్తన మెటల్ మరియు హెవీ మెటల్ (Fe, Cr, Ni, Cu, Au, Mn, Pb, మొదలైనవి) కాలుష్యం క్యారియర్ జీవిత చక్రాన్ని తగ్గిస్తుంది, భాగం యొక్క సేవా జీవితాన్ని తగ్గిస్తుంది లేదా భాగం పని చేస్తున్నప్పుడు డార్క్ కరెంట్‌ను పెంచుతుంది.

టోటల్ రిఫ్లెక్షన్ ఎక్స్-రే ఫ్లోరోసెన్స్, అటామిక్ అబ్సార్ప్షన్ స్పెక్ట్రోస్కోపీ మరియు ఇండక్టివ్లీ కపుల్డ్ ప్లాస్మా మాస్ స్పెక్ట్రోమెట్రీ (ICP-MS) లోహ కాలుష్యాన్ని గుర్తించడానికి సాధారణ పద్ధతులు.

▲ పొర ఉపరితల కాలుష్యం | రీసెర్చ్ గేట్

లోహ కాలుష్యం అనేది క్లీనింగ్, ఎచింగ్, లితోగ్రఫీ, డిపాజిషన్ మొదలైన వాటిలో ఉపయోగించే రియాజెంట్‌ల నుండి లేదా ఓవెన్‌లు, రియాక్టర్‌లు, అయాన్ ఇంప్లాంటేషన్ మొదలైన ప్రక్రియలో ఉపయోగించే యంత్రాల నుండి రావచ్చు లేదా అజాగ్రత్త వేఫర్ హ్యాండ్లింగ్ వల్ల సంభవించవచ్చు.

కణ కాలుష్యం

ఉపరితల లోపాల నుండి చెల్లాచెదురుగా ఉన్న కాంతిని గుర్తించడం ద్వారా వాస్తవ పదార్థ నిక్షేపాలు సాధారణంగా గమనించబడతాయి. కాబట్టి, కణ కాలుష్యానికి మరింత ఖచ్చితమైన శాస్త్రీయ నామం కాంతి-పాయింట్ లోపం. కణ కాలుష్యం ఎచింగ్ మరియు లితోగ్రఫీ ప్రక్రియలలో నిరోధించడం లేదా మాస్కింగ్ ప్రభావాలను కలిగిస్తుంది.

ఫిల్మ్ గ్రోత్ లేదా డిపాజిషన్ సమయంలో, పిన్‌హోల్స్ మరియు మైక్రోవాయిడ్‌లు ఉత్పన్నమవుతాయి మరియు కణాలు పెద్దగా మరియు వాహకంగా ఉంటే, అవి షార్ట్ సర్క్యూట్‌లకు కూడా కారణం కావచ్చు.

▲ కణ కాలుష్యం ఏర్పడటం | ఇమేజ్ సోర్స్ నెట్‌వర్క్

చిన్న కణ కాలుష్యం ఫోటోలిథోగ్రఫీ సమయంలో వంటి ఉపరితలంపై నీడలను కలిగిస్తుంది. ఫోటోమాస్క్ మరియు ఫోటోరేసిస్ట్ లేయర్ మధ్య పెద్ద కణాలు ఉన్నట్లయితే, అవి కాంటాక్ట్ ఎక్స్‌పోజర్ యొక్క రిజల్యూషన్‌ను తగ్గించగలవు.

అదనంగా, అవి అయాన్ ఇంప్లాంటేషన్ లేదా డ్రై ఎచింగ్ సమయంలో వేగవంతమైన అయాన్‌లను నిరోధించగలవు. గడ్డలు మరియు గడ్డలు ఉండేలా కణాలు కూడా ఫిల్మ్‌తో చుట్టబడి ఉండవచ్చు. తదుపరి డిపాజిటెడ్ లేయర్‌లు ఈ ప్రదేశాలలో పగుళ్లు ఏర్పడవచ్చు లేదా పేరుకుపోకుండా నిరోధించవచ్చు, దీని వలన బహిర్గతమయ్యే సమయంలో సమస్యలు వస్తాయి.

సేంద్రీయ కాలుష్యం

కార్బన్‌ను కలిగి ఉన్న కలుషితాలు, అలాగే సితో అనుబంధించబడిన బంధ నిర్మాణాలను సేంద్రీయ కాలుష్యం అంటారు. సేంద్రీయ కలుషితాలు ఊహించని హైడ్రోఫోబిక్ లక్షణాలను కలిగిస్తాయిపొర ఉపరితలం, ఉపరితల కరుకుదనాన్ని పెంచండి, మబ్బుగా ఉండే ఉపరితలాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తుంది, ఎపిటాక్సియల్ పొర పెరుగుదలకు అంతరాయం కలిగిస్తుంది మరియు కలుషితాలను ముందుగా తొలగించకపోతే మెటల్ కాలుష్యం యొక్క శుభ్రపరిచే ప్రభావాన్ని ప్రభావితం చేస్తుంది.

ఇటువంటి ఉపరితల కాలుష్యం సాధారణంగా థర్మల్ డిసార్ప్షన్ MS, ఎక్స్-రే ఫోటోఎలెక్ట్రాన్ స్పెక్ట్రోస్కోపీ మరియు అగర్ ఎలక్ట్రాన్ స్పెక్ట్రోస్కోపీ వంటి పరికరాల ద్వారా గుర్తించబడుతుంది.

▲ఇమేజ్ సోర్స్ నెట్‌వర్క్

వాయు కాలుష్యం మరియు నీటి కాలుష్యం

మాలిక్యులర్ సైజుతో వాతావరణ అణువులు మరియు నీటి కాలుష్యం సాధారణంగా సాధారణ అధిక సామర్థ్యం గల పార్టికల్ ఎయిర్ (HEPA) లేదా అల్ట్రా-తక్కువ పెనెట్రేషన్ ఎయిర్ ఫిల్టర్‌ల (ULPA) ద్వారా తొలగించబడవు. ఇటువంటి కాలుష్యం సాధారణంగా అయాన్ మాస్ స్పెక్ట్రోమెట్రీ మరియు కేశనాళిక ఎలెక్ట్రోఫోరేసిస్ ద్వారా పర్యవేక్షించబడుతుంది.

కొన్ని కలుషితాలు బహుళ వర్గాలకు చెందినవి కావచ్చు, ఉదాహరణకు, కణాలు సేంద్రీయ లేదా లోహ పదార్థాలు లేదా రెండింటితో కూడి ఉండవచ్చు, కాబట్టి ఈ రకమైన కాలుష్యాన్ని ఇతర రకాలుగా కూడా వర్గీకరించవచ్చు.

 

▲వాయు పరమాణు కలుషితాలు | అయోనికాన్

అదనంగా, పొర కాలుష్యాన్ని మాలిక్యులర్ కాలుష్యం, కణ కాలుష్యం మరియు కాలుష్య మూలం యొక్క పరిమాణం ప్రకారం ప్రక్రియ-ఉత్పన్నమైన శిధిలాల కాలుష్యం అని కూడా వర్గీకరించవచ్చు. కాలుష్య కణం యొక్క పరిమాణం చిన్నది, దానిని తొలగించడం చాలా కష్టం. నేటి ఎలక్ట్రానిక్ భాగాల తయారీలో, మొత్తం ఉత్పత్తి ప్రక్రియలో 30% - 40% వరకు వేఫర్ క్లీనింగ్ విధానాలు ఉన్నాయి.

 

▲సిలికాన్ పొరల ఉపరితలంపై కలుషితాలు | ఇమేజ్ సోర్స్ నెట్‌వర్క్