100 nm க்கும் குறைவான துகள் அளவுகளுடன் உற்பத்தி செய்யப்படும் அளவுத்திருத்த வேஃபர் தரநிலைகளை சேமிப்பதற்கான சிறந்த முறை எது? கிளீன்ரூம்கள் பொதுவாக 70F, சுமார் 21C மற்றும் பொதுவாக 40% ஈரப்பதத்தில் இயங்கும்.
ஆய்வகத்தில் உங்கள் வேஃபர் ஆய்வு அமைப்புகளை அளவீடு செய்ய அளவீட்டு வேஃபர் தரநிலையைப் பயன்படுத்தும் போது, 100 nm க்கு கீழ் உள்ள செதில்களின் அளவுகள் சிலிக்கான் செதில்களின் மேற்பரப்பு கடினத்தன்மையால் எதிர்மறையாக பாதிக்கப்படுகின்றன. மேற்பரப்பு கடினத்தன்மை என்பது செதில்களின் இயற்கையான மெருகினாலும், காலப்போக்கில் செதில் மேற்பரப்பில் ஒரு ஆக்சைடு அடுக்கின் இயற்கையான வளர்ச்சியினாலும் உருவாக்கப்படுகிறது. பாலிஷ் நிலை ஒரு நிலையான உறுப்பு மற்றும் மாறாது; ஆனால் ஆக்சைடு அடுக்கு இயல்பாகவே செதில் மேற்பரப்பில் வளர்கிறது, மேலும் இது அளவு அளவுத்திருத்தத்திற்காக செதில்களை ஸ்கேன் செய்யும் போது ஒரு வேஃபர் ஆய்வு அமைப்பு மூலம் துகள் கண்டறிதல் உணர்திறனை பாதிக்கிறது. நாம் சுவாசிக்கும் காற்றில் 21% ஆக்ஸிஜன் உள்ளது. அதே காற்று அளவீட்டு வேஃபர் தரநிலையின் சிலிக்கான் மேற்பரப்புடன் ஒவ்வொரு முறையும் அதை அளவீடு செய்யப் பயன்படுத்துகிறது. அதே காற்று/ஆக்சிஜன்/ஈரப்பதத்துடன் நிரப்பப்பட்ட செதில் கேரியரில் அடைக்கப்பட்டிருக்கும் போது, செதில் பொதுவாக அதே ஏர் பாக்கெட்டில் அமர்ந்திருக்கும். ஆக்ஸிஜன் மற்றும் ஈரப்பதம் சிலிக்கான் செதிலின் மேற்பரப்பு போன்ற கரிமமற்ற மேற்பரப்பைத் தொடர்பு கொள்ளும்போது, ஆக்ஸிஜன் மற்றும் ஈரப்பதம் சிலிக்கான் மேற்பரப்பில் பிணைக்கப்பட்ட ஆக்சைடு அடுக்கை உருவாக்கத் தொடங்குகிறது. காலப்போக்கில் ஆக்சைடு அடுக்கு தடிமனாகவும் தடிமனாகவும் மாறும், மேலும் SSIS கருவி என்றும் குறிப்பிடப்படும் வேஃபர் இன்ஸ்பெக்ஷன் சிஸ்டம் மூலம் செதில்களை ஸ்கேன் செய்யும் போது சிறிய துகள்களைக் கண்டறிவதை கடினமாக்குகிறது. 30 nm முதல் 80 nm பாலிஸ்டிரீன் அல்லது சிலிக்கா நானோ துகள்களுடன் ஒரு செதில் தரநிலை தயாரிக்கப்பட்டால், செதில் தரநிலை பெரும்பாலும் காற்று/ஆக்சிஜன் சூழலில் சேமிக்கப்படும். சிலிக்கான் செதில் மேற்பரப்பில் உள்ள ஆக்சிஜனேற்றம் இயற்கையாகவே காலப்போக்கில் செதில்களின் முழு மேற்பரப்பிலும் ஒரு ஆக்சைடு அடுக்கை உருவாக்கும். படிப்படியாக, நானோ துகள்கள் இரைச்சல் பின்னணியில் மறைந்து போகலாம் அல்லது ஒரு பொதுவான வேஃபர் ஆய்வு அமைப்பு மூலம் செதில் ஸ்கேன் செய்யப்படுவதால், கண்டறிவது மிகவும் கடினமாகிவிடும். வேஃபர் இன்ஸ்பெக்ஷன் சிஸ்டத்தின் ஆப்டிகல் கண்டறிதல் அமைப்பால் துகள் சமிக்ஞை உணர்திறன் குறைவதற்கு என்ன காரணம்?
ஒரு லேசர் கற்றை ஒரு செதில் மேற்பரப்பை ஸ்கேன் செய்யும் போது, ஆப்டிகல் டிடெக்டர் இரண்டு சமிக்ஞைகள், ஒரு DC மின் சமிக்ஞை மற்றும் ஒரு AC மின் சமிக்ஞை ஆகியவற்றைக் கண்டறியும். லேசர் சிலிக்கான் மேற்பரப்பை ஸ்கேன் செய்யும் போது, DC சமிக்ஞையின் வீச்சு சிலிக்கான் செதில்களின் மேற்பரப்பு கடினத்தன்மை மற்றும் மெருகூட்டலைக் குறிக்கிறது. ஏசி சிக்னல்களின் வீச்சு சிலிக்கான் செதில் மேற்பரப்பில் கண்டறியப்பட்ட ஒவ்வொரு துகளின் அளவு விட்டத்தையும் குறிக்கிறது. ஒரு லேசர் மூலம் கண்டறியப்பட்ட 40 nm துகள் ஒரு மிகச் சிறிய AC அலைவீச்சு சமிக்ஞையைக் கொண்டிருக்கும், அதே சமயம் 1 um துகள் அதிக ஏசி அலைவீச்சு சமிக்ஞையைக் கொண்டிருக்கும், இது ஆப்டிகல் கண்டறிதல் சுற்று மூலம் கண்டறியப்பட்டது. அளவுத்திருத்த வேஃபர் தரநிலையை ஸ்கேன் செய்யும் போது, ஒவ்வொரு வகை செதில்களின் குறிப்பிட்ட தொழில்நுட்பத்தைப் பொறுத்து, லேசர் செதில் முழுவதும் அல்லது செதில்களைச் சுற்றி முன்னும் பின்னுமாக ஸ்கேன் செய்யும் போது கண்டறியப்பட்ட மேற்பரப்பு கடினத்தன்மையின் நிலைக்கு ஏற்ப DC சமிக்ஞை மில்லி-வோல்ட் அதிகரிக்கிறது மற்றும் குறைகிறது. ஆய்வு கருவி. மேற்பரப்பு கடினத்தன்மை அதிகமாக இருந்தால், DC சிக்னல் அளவு அதிகரிக்கிறது, மற்றும் நேர்மாறாகவும். டிசி சிக்னல், ஒவ்வொரு தருணத்திலும் ஆப்டிகல் லேசர் மூலம் கண்டறியப்பட்டது, சிலிக்கான் மேற்பரப்பில் இருந்து லேசர் சிதறல் காரணமாக இரைச்சல் எல்லையை உருவாக்குகிறது. அதிகரிப்பு மற்றும் குறைதல், பொதுவாக ஆப்டிகல் டிடெக்டரால் மில்லி-வோல்ட்களில் அளவிடப்படுகிறது மற்றும் துகள் விநியோகத்தின் அடிப்படைக் கோடாகக் காட்டப்படும், இது வேஃபர் இன்ஸ்பெக்ஷன் சிஸ்டத்தின் காட்சித் திரையில் படம்பிடிக்கப்படுகிறது. மேற்பரப்பின் இயற்பியல் மெருகூட்டல் ஒரு நிலையான மதிப்பாகும், மேலும் தொழில்நுட்பம் மேம்பட்டுள்ளதால், 300 மிமீ செதில்கள் பழைய 150 மிமீ செதில்களை விட சிறந்த மெருகூட்டலைக் கொண்டுள்ளன. எனவே, ஒரு 300mm செதில் சிறிய துகள்கள் மேற்பரப்பில் டெபாசிட் செய்ய அனுமதிக்கும், ஏனெனில் ஒரு செதில் ஸ்கேன் செய்யும் போது ஆப்டிகல் டிடெக்டரால் கண்டறியப்பட்ட DC சிக்னலின் தொடர்புடைய குறைந்த அளவிலான மேற்பரப்பு மெருகூட்டல் மிகவும் சிறப்பாக உள்ளது.
காற்று/ஆக்சிஜன்/ஈரப்பதச் சூழலை எதிர்கொள்ளும் அனைத்து சிலிக்கான் பரப்புகளிலும் ஆக்சைடு அடுக்கு உருவாகத் தொடங்குகிறது, எவ்வளவு நன்றாக மெருகூட்டப்பட்டாலும். இது காலப்போக்கில் வளர்ந்து கொண்டே செல்கிறது. 1 அல்லது 2 வருட காலப்பகுதியில் ஆக்சைடு அடுக்கு வளரும்போது, லேசரால் கண்டறியப்பட்ட மேற்பரப்பு கடினத்தன்மையின் அதிகரிப்பு காரணமாக செதில்களின் மேற்பரப்பில் கண்டறியப்பட்ட DC லேசர் சமிக்ஞை காலப்போக்கில் DC சமிக்ஞை வீச்சில் அதிகரிக்கும். 30nm அல்லது 60nm துகள் மிகக் குறைந்த ஏசி அலைவீச்சு சமிக்ஞையைக் கொண்டிருப்பதால்; ஆப்டிகல் சேகரிப்பாளரால் கண்டறியப்பட்ட ஒரு துகள்களின் ஏசி சிக்னல், செதில்களின் மேற்பரப்பை ஸ்கேன் செய்யும் போது லேசரால் உருவாக்கப்பட்ட டிசி இரைச்சல் சமிக்ஞை அளவை முந்துகிறது. துகள்கள் மேற்பரப்பில் டெபாசிட் செய்யப்படுகின்றன, ஆனால் ஸ்கேன் செய்யப்பட்ட சிலிக்கான் மேற்பரப்பு லேசர் ஸ்கேன் செய்யும் போது அதிக DC சிக்னல் இரைச்சல் வீச்சுகளை சிதறடித்தால், இது கடினமான மேற்பரப்பைக் குறிக்கும்; டிசி சிக்னல் இரைச்சல் செதில் மேற்பரப்பில் டெபாசிட் செய்யப்பட்ட சிறிய துகள்களை எளிதில் மறைக்க முடியும். துகள்கள் உள்ளன, ஆனால் செதில் மேற்பரப்பில் எப்போதும் வளரும் ஆக்சைடு அடுக்கு எப்போதும் அதிகரித்து வரும் DC சமிக்ஞை சத்தத்தை உருவாக்குகிறது, இது 30 nm துகள்களின் AC சமிக்ஞையை மறைக்கிறது, மேலும் 40 nm, பின்னர் 50 ஐ மறைக்க போதுமான அளவு அதிகரிக்கும். nm துகள்கள், முதலியன. அளவுத்திருத்த வேஃபர் தரநிலையின் ஒவ்வொரு பயன்பாடும் அளவுத்திருத்த வேஃபர் தரநிலையின் மேற்பரப்பில் தேவையற்ற துகள்களைச் சேர்க்கிறது, மேலும் ஆக்சைடு வளர்ச்சியானது மேற்பரப்பில் தடிமனாகத் தொடர்ந்து அதிகரித்து வருகிறது. சாதாரண கையாளுதலின் போது ஏற்படும் மேற்பரப்பு குறைபாடுகள், அதே போல் செதில் மேற்பரப்பில் ஆக்சைடு வளர்ச்சி.
இந்த காரணத்திற்காக, நைட்ரஜன் சேமிப்பு அலமாரியில் 125nm க்கு கீழ் டெபாசிட் செய்யப்பட்ட துகள் அளவுகளுடன் தயாரிக்கப்பட்ட எந்த அளவுத்திருத்த வேஃபர் தரநிலைகளையும் சேமிப்பது நல்லது. இது செதில் நிலையான சேமிப்பகத்தின் போது செதில் மேற்பரப்பில் ஆக்சைடு வளர்ச்சியைக் குறைக்க உதவுகிறது மற்றும் செதில் நிலையான மேற்பரப்பில் 100 nm க்கு கீழ் டெபாசிட் செய்யப்பட்ட துகள்களுடன் அளவுத்திருத்த வேஃபர் தரநிலையின் ஆயுளை அதிகரிக்க உதவுகிறது. ஒரு செதில் தரநிலையில் 100nm க்கும் அதிகமான டெபாசிட் செய்யப்பட்ட துகள்கள் பொதுவாக மேற்பரப்பு ஆக்சைடு வளர்ச்சியால் பாதிக்கப்படாது; மற்றும் ஒரு வேஃபர் இன்ஸ்பெக்ஷன் சிஸ்டத்தின் அளவுத்திருத்தம், SSIS, பொதுவாக 100 nm க்கும் அதிகமான துகள் அளவுகளைப் பயன்படுத்தி பாதிக்கப்படாது.
ஜான் டர்னர், Applied Physics விண்ணப்பங்கள், 1 நவம்பர் 2023
