ওয়েফার পৃষ্ঠের দূষণ এবং এর সনাক্তকরণ পদ্ধতি

এর পরিচ্ছন্নতাওয়েফার পৃষ্ঠপরবর্তী সেমিকন্ডাক্টর প্রক্রিয়া এবং পণ্যের যোগ্যতা হারকে ব্যাপকভাবে প্রভাবিত করবে। সমস্ত ফলন ক্ষতির 50% পর্যন্ত এর কারণে হয়ওয়েফার পৃষ্ঠদূষণ

যে বস্তুগুলি ডিভাইসের বৈদ্যুতিক কর্মক্ষমতা বা ডিভাইস উত্পাদন প্রক্রিয়ায় অনিয়ন্ত্রিত পরিবর্তন ঘটাতে পারে সেগুলিকে সম্মিলিতভাবে দূষক হিসাবে উল্লেখ করা হয়। দূষক ওয়েফার থেকে, পরিষ্কার ঘর, প্রক্রিয়া সরঞ্জাম, প্রক্রিয়া রাসায়নিক বা জল থেকে আসতে পারে।ওয়েফারদূষণ সাধারণত চাক্ষুষ পর্যবেক্ষণ, প্রক্রিয়া পরিদর্শন, বা চূড়ান্ত ডিভাইস পরীক্ষায় জটিল বিশ্লেষণাত্মক সরঞ্জাম ব্যবহার দ্বারা সনাক্ত করা যেতে পারে।

▲সিলিকন ওয়েফারের পৃষ্ঠে দূষিত পদার্থ | ইমেজ সোর্স নেটওয়ার্ক

দূষণ বিশ্লেষণের ফলাফলগুলি দ্বারা সম্মুখীন হওয়া দূষণের মাত্রা এবং ধরণ প্রতিফলিত করতে ব্যবহার করা যেতে পারেওয়েফারএকটি নির্দিষ্ট প্রক্রিয়া ধাপে, একটি নির্দিষ্ট মেশিন বা সামগ্রিক প্রক্রিয়া। সনাক্তকরণ পদ্ধতির শ্রেণীবিভাগ অনুযায়ী,ওয়েফার পৃষ্ঠদূষণ নিম্নলিখিত ধরনের বিভক্ত করা যেতে পারে.

ধাতু দূষণ

ধাতু দ্বারা সৃষ্ট দূষণ বিভিন্ন মাত্রার অর্ধপরিবাহী যন্ত্রের ত্রুটি সৃষ্টি করতে পারে।
ক্ষারীয় ধাতু বা ক্ষারীয় আর্থ ধাতু (Li, Na, K, Ca, Mg, Ba, ইত্যাদি) pn গঠনে লিকেজ কারেন্ট সৃষ্টি করতে পারে, যা অক্সাইডের ভাঙ্গন ভোল্টেজের দিকে নিয়ে যায়; ট্রানজিশন মেটাল এবং হেভি মেটাল (Fe, Cr, Ni, Cu, Au, Mn, Pb, ইত্যাদি) দূষণ ক্যারিয়ারের জীবনচক্র কমাতে পারে, কম্পোনেন্টের সার্ভিস লাইফ কমাতে পারে বা কম্পোনেন্ট কাজ করার সময় ডার্ক কারেন্ট বাড়াতে পারে।

ধাতব দূষণ শনাক্ত করার সাধারণ পদ্ধতি হল টোটাল রিফ্লেকশন এক্স-রে ফ্লুরোসেন্স, পারমাণবিক শোষণ স্পেকট্রোস্কোপি এবং ইন্ডাকটিভলি মিলিত প্লাজমা ভর স্পেকট্রোমেট্রি (ICP-MS)।

▲ ওয়েফার পৃষ্ঠের দূষণ | রিসার্চগেট

ধাতব দূষণ ক্লিনিং, এচিং, লিথোগ্রাফি, ডিপোজিশন ইত্যাদিতে ব্যবহৃত রিএজেন্ট থেকে বা প্রক্রিয়ায় ব্যবহৃত মেশিন থেকে আসতে পারে, যেমন ওভেন, রিঅ্যাক্টর, আয়ন ইমপ্লান্টেশন ইত্যাদি, অথবা এটি অসাবধান ওয়েফার পরিচালনার কারণে হতে পারে।

কণা দূষণ

প্রকৃত উপাদান আমানত সাধারণত পৃষ্ঠ ত্রুটি থেকে বিক্ষিপ্ত আলো সনাক্ত করে পর্যবেক্ষণ করা হয়. অতএব, কণা দূষণের আরও সঠিক বৈজ্ঞানিক নাম হল আলো-বিন্দু ত্রুটি। কণা দূষণ এচিং এবং লিথোগ্রাফি প্রক্রিয়ায় ব্লক বা মাস্কিং প্রভাব সৃষ্টি করতে পারে।

ফিল্ম বৃদ্ধি বা জমা করার সময়, পিনহোল এবং মাইক্রোভয়েড তৈরি হয় এবং কণাগুলি যদি বড় এবং পরিবাহী হয় তবে তারা এমনকি শর্ট সার্কিটও ঘটাতে পারে।

▲ কণা দূষণের গঠন | ইমেজ সোর্স নেটওয়ার্ক

ক্ষুদ্র কণা দূষণ পৃষ্ঠের উপর ছায়া সৃষ্টি করতে পারে, যেমন ফটোলিথোগ্রাফির সময়। যদি বড় কণাগুলি ফটোমাস্ক এবং ফটোরেসিস্ট স্তরের মধ্যে অবস্থিত থাকে তবে তারা যোগাযোগের এক্সপোজারের রেজোলিউশন কমাতে পারে।

উপরন্তু, তারা আয়ন ইমপ্লান্টেশন বা শুকনো এচিং এর সময় ত্বরিত আয়নগুলিকে ব্লক করতে পারে। কণাগুলিও ফিল্ম দ্বারা ঘেরা হতে পারে, যাতে ধাক্কা এবং বাধা থাকে। পরবর্তী জমা হওয়া স্তরগুলি ফাটতে পারে বা এই অবস্থানগুলিতে জমা হওয়া প্রতিরোধ করতে পারে, এক্সপোজারের সময় সমস্যা সৃষ্টি করে।

জৈব দূষণ

কার্বন ধারণকারী দূষিত পদার্থ, সেইসাথে C এর সাথে যুক্ত বন্ধন কাঠামোকে জৈব দূষণ বলা হয়। জৈব দূষক অপ্রত্যাশিত হাইড্রোফোবিক বৈশিষ্ট্য হতে পারেওয়েফার পৃষ্ঠ, পৃষ্ঠের রুক্ষতা বৃদ্ধি করে, একটি ধোঁয়াটে পৃষ্ঠ তৈরি করে, এপিটাক্সিয়াল স্তরের বৃদ্ধিকে ব্যাহত করে এবং ধাতব দূষণের পরিচ্ছন্নতার প্রভাবকে প্রভাবিত করে যদি দূষকগুলি প্রথমে সরানো না হয়।

এই ধরনের পৃষ্ঠের দূষণ সাধারণত থার্মাল ডিসোর্পশন এমএস, এক্স-রে ফটোইলেক্ট্রন স্পেকট্রোস্কোপি এবং অগার ইলেক্ট্রন স্পেকট্রোস্কোপির মতো যন্ত্র দ্বারা সনাক্ত করা হয়।

▲ইমেজ সোর্স নেটওয়ার্ক

গ্যাসীয় দূষণ এবং জল দূষণ

বায়ুমণ্ডলীয় অণু এবং আণবিক আকারের জলের দূষণ সাধারণত সাধারণ উচ্চ-দক্ষতা কণা বায়ু (HEPA) বা অতি-নিম্ন অনুপ্রবেশ বায়ু ফিল্টার (ULPA) দ্বারা অপসারণ করা হয় না। এই ধরনের দূষণ সাধারণত আয়ন ভর স্পেকট্রোমেট্রি এবং কৈশিক ইলেক্ট্রোফোরেসিস দ্বারা পর্যবেক্ষণ করা হয়।

কিছু দূষণকারী একাধিক বিভাগের অন্তর্গত হতে পারে, উদাহরণস্বরূপ, কণাগুলি জৈব বা ধাতব পদার্থ বা উভয়ের সমন্বয়ে গঠিত হতে পারে, তাই এই ধরনের দূষণকে অন্যান্য প্রকার হিসাবেও শ্রেণীবদ্ধ করা যেতে পারে।

 

▲বায়বীয় আণবিক দূষক | আইওনিকন

উপরন্তু, দূষণের উৎসের আকার অনুযায়ী ওয়েফার দূষণকে আণবিক দূষণ, কণা দূষণ এবং প্রক্রিয়া-প্রাপ্ত ধ্বংসাবশেষ দূষণ হিসাবে শ্রেণীবদ্ধ করা যেতে পারে। দূষণ কণার আকার যত ছোট হবে, এটি অপসারণ করা তত বেশি কঠিন। আজকের ইলেকট্রনিক উপাদান উত্পাদনে, ওয়েফার পরিষ্কারের পদ্ধতিগুলি সমগ্র উত্পাদন প্রক্রিয়ার 30% - 40% জন্য দায়ী।

 

▲সিলিকন ওয়েফারের পৃষ্ঠে দূষিত পদার্থ | ইমেজ সোর্স নেটওয়ার্ক