ویفر سطح کی آلودگی اور اس کا پتہ لگانے کا طریقہ

کی صفائیویفر سطحبعد کے سیمی کنڈکٹر کے عمل اور مصنوعات کی قابلیت کی شرح کو بہت متاثر کرے گا۔ تمام پیداواری نقصانات کا 50% تک کی وجہ سے ہوتا ہے۔ویفر سطحآلودگی

وہ اشیاء جو آلے کی برقی کارکردگی یا ڈیوائس مینوفیکچرنگ کے عمل میں بے قابو تبدیلیوں کا سبب بن سکتی ہیں ان کو اجتماعی طور پر آلودگی کہا جاتا ہے۔ آلودگی خود ویفر، صاف کمرے، پروسیسنگ ٹولز، پروسیسنگ کیمیکلز یا پانی سے آسکتی ہے۔ویفرآلودگی کا پتہ عام طور پر بصری مشاہدے، عمل کے معائنہ، یا حتمی ڈیوائس ٹیسٹ میں پیچیدہ تجزیاتی آلات کے استعمال سے لگایا جا سکتا ہے۔

▲سلیکون ویفرز کی سطح پر موجود آلودگی | تصویری ذریعہ نیٹ ورک

آلودگی کے تجزیے کے نتائج کو آلودگی کی ڈگری اور قسم کی عکاسی کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ویفرایک خاص عمل کے مرحلے میں، ایک مخصوص مشین یا مجموعی عمل میں۔ پتہ لگانے کے طریقوں کی درجہ بندی کے مطابق،ویفر سطحآلودگی کو درج ذیل اقسام میں تقسیم کیا جا سکتا ہے۔

دھاتی آلودگی

دھاتوں کی وجہ سے آلودگی مختلف ڈگریوں کے سیمی کنڈکٹر ڈیوائس کی خرابیوں کا سبب بن سکتی ہے۔
الکلی دھاتیں یا الکلائن ارتھ میٹلز (Li, Na, K, Ca, Mg, Ba, وغیرہ) pn ڈھانچے میں کرنٹ کا سبب بن سکتی ہیں، جس کے نتیجے میں آکسائیڈ کی خرابی وولٹیج ہوتی ہے۔ ٹرانزیشن میٹل اور ہیوی میٹل (Fe, Cr, Ni, Cu, Au, Mn, Pb، وغیرہ) آلودگی کیریئر لائف سائیکل کو کم کر سکتی ہے، جزو کی سروس لائف کو کم کر سکتی ہے یا جزو کے کام کرنے پر تاریک کرنٹ کو بڑھا سکتا ہے۔

دھاتی آلودگی کا پتہ لگانے کے عام طریقے کل ریفلیکشن ایکس رے فلوروسینس، ایٹمک جذب کرنے والی سپیکٹروسکوپی اور انڈکٹو مل کر پلازما ماس سپیکٹرو میٹری (ICP-MS) ہیں۔

▲ ویفر سطح کی آلودگی | ریسرچ گیٹ

دھات کی آلودگی صفائی، اینچنگ، لتھوگرافی، جمع کرنے، وغیرہ میں استعمال ہونے والے ری ایجنٹس، یا اس عمل میں استعمال ہونے والی مشینوں، جیسے اوون، ری ایکٹر، آئن امپلانٹیشن، وغیرہ سے ہوسکتی ہے، یا یہ لاپرواہی ویفر ہینڈلنگ کی وجہ سے ہوسکتی ہے۔

ذرہ آلودگی

اصل مادی ذخائر عام طور پر سطح کے نقائص سے بکھری ہوئی روشنی کا پتہ لگا کر دیکھے جاتے ہیں۔ لہٰذا، ذرہ کی آلودگی کا زیادہ درست سائنسی نام لائٹ پوائنٹ ڈیفیکٹ ہے۔ ذرات کی آلودگی اینچنگ اور لیتھوگرافی کے عمل میں مسدود یا ماسکنگ اثرات کا سبب بن سکتی ہے۔

فلم کی نشوونما یا جمع ہونے کے دوران، پن ہولز اور مائکرووائڈز پیدا ہوتے ہیں، اور اگر ذرات بڑے اور کنڈکٹیو ہوتے ہیں، تو وہ شارٹ سرکٹ کا سبب بھی بن سکتے ہیں۔

▲ ذرات کی آلودگی کی تشکیل | تصویری ذریعہ نیٹ ورک

چھوٹے ذرات کی آلودگی سطح پر سائے کا سبب بن سکتی ہے، جیسے فوٹو لیتھوگرافی کے دوران۔ اگر فوٹو ماسک اور فوٹو ریزسٹ پرت کے درمیان بڑے ذرات موجود ہوں تو وہ رابطے کی نمائش کو کم کر سکتے ہیں۔

اس کے علاوہ، وہ آئن امپلانٹیشن یا خشک اینچنگ کے دوران تیز آئنوں کو روک سکتے ہیں۔ ذرات بھی فلم کے ذریعے بند ہو سکتے ہیں، تاکہ ٹکرانے اور ٹکرانے ہوں۔ بعد میں جمع ہونے والی پرتیں ٹوٹ سکتی ہیں یا ان جگہوں پر جمع ہونے کے خلاف مزاحمت کر سکتی ہیں، جس سے نمائش کے دوران مسائل پیدا ہو سکتے ہیں۔

نامیاتی آلودگی

کاربن پر مشتمل آلودگی، نیز C کے ساتھ منسلک بانڈنگ ڈھانچے کو نامیاتی آلودگی کہا جاتا ہے۔ نامیاتی آلودگی پر غیر متوقع ہائیڈروفوبک خصوصیات کا سبب بن سکتے ہیں۔ویفر سطح، سطح کی کھردری کو بڑھاتا ہے، ایک دھندلی سطح پیدا کرتا ہے، epitaxial تہہ کی نشوونما میں خلل ڈالتا ہے، اور دھات کی آلودگی کے صفائی کے اثر کو متاثر کرتا ہے اگر آلودگیوں کو پہلے نہیں ہٹایا جاتا ہے۔

اس طرح کی سطح کی آلودگی کا پتہ عام طور پر آلات جیسے تھرمل ڈیسورپشن ایم ایس، ایکس رے فوٹو الیکٹران سپیکٹروسکوپی، اور اوجر الیکٹران سپیکٹروسکوپی سے لگایا جاتا ہے۔

▲ امیج سورس نیٹ ورک

گیس کی آلودگی اور پانی کی آلودگی

سالماتی سائز کے ساتھ ماحولیاتی مالیکیولز اور پانی کی آلودگی کو عام طور پر عام اعلی کارکردگی والے ذرات والے ہوا (HEPA) یا انتہائی کم رسائی ایئر فلٹرز (ULPA) کے ذریعے نہیں ہٹایا جاتا ہے۔ اس طرح کی آلودگی کی نگرانی عام طور پر آئن ماس سپیکٹومیٹری اور کیپلیری الیکٹروفورسس کے ذریعے کی جاتی ہے۔

کچھ آلودگیوں کا تعلق متعدد زمروں سے ہو سکتا ہے، مثال کے طور پر، ذرات نامیاتی یا دھاتی مواد، یا دونوں پر مشتمل ہو سکتے ہیں، اس لیے اس قسم کی آلودگی کو دوسری اقسام میں بھی درجہ بندی کیا جا سکتا ہے۔

 

▲گیسیئس سالماتی آلودگی | IONICON

اس کے علاوہ، آلودگی کے ذریعہ کے سائز کے مطابق ویفر آلودگی کو سالماتی آلودگی، ذرہ آلودگی، اور عمل سے حاصل شدہ ملبے کی آلودگی کے طور پر بھی درجہ بندی کیا جا سکتا ہے۔ آلودگی والے ذرہ کا سائز جتنا چھوٹا ہوگا، اسے ہٹانا اتنا ہی مشکل ہوگا۔ آج کے الیکٹرانک اجزاء کی تیاری میں، ویفر کی صفائی کے طریقہ کار پورے پیداواری عمل کا 30% - 40% ہے۔

 

▲سلیکون ویفرز کی سطح پر موجود آلودگی | تصویری ذریعہ نیٹ ورک