100 एनएम से कम के कण आकार के साथ उत्पादित अंशांकन वेफर मानकों को संग्रहीत करने की सबसे अच्छी विधि क्या है? क्लीनरूम आमतौर पर 70F, लगभग 21C और आमतौर पर लगभग 40% आर्द्रता पर काम करते हैं।

प्रयोगशाला में अपने वेफर निरीक्षण सिस्टम को कैलिब्रेट करने के लिए कैलिब्रेशन वेफर मानक का उपयोग करते समय, 100 एनएम के तहत वेफर मानक पर जमा कण आकार सिलिकॉन वेफर की सतह खुरदरापन से नकारात्मक रूप से प्रभावित होते हैं। सतह का खुरदरापन वेफर की प्राकृतिक पॉलिश के साथ-साथ समय के साथ वेफर सतह पर ऑक्साइड परत की प्राकृतिक वृद्धि के कारण बनता है। पॉलिश का स्तर एक निश्चित तत्व है और बदलता नहीं है; लेकिन ऑक्साइड परत स्वाभाविक रूप से वेफर सतह पर बढ़ती है, और यह आकार अंशांकन के लिए वेफर को स्कैन करते समय वेफर निरीक्षण प्रणाली द्वारा कण पहचान संवेदनशीलता को प्रभावित करती है। जिस हवा में हम सांस लेते हैं उसमें लगभग 21% ऑक्सीजन की मात्रा होती है। हर बार जब अंशांकन के लिए इसका उपयोग किया जाता है तो वही हवा अंशांकन वेफर मानक की सिलिकॉन सतह से संपर्क करती है। वेफर वाहक में संलग्न होने पर वेफर आम तौर पर उसी एयर पॉकेट में बैठता है, जो उसी वायु/ऑक्सीजन/आर्द्रता सामग्री से भरा होता है। जब ऑक्सीजन और आर्द्रता एक गैर-कार्बनिक सतह से संपर्क करते हैं, जैसे कि सिलिकॉन वेफर की सतह, तो ऑक्सीजन और आर्द्रता सिलिकॉन सतह से जुड़ी एक ऑक्साइड परत बनाना शुरू कर देती है। समय के साथ ऑक्साइड परत और अधिक मोटी हो जाती है, और अंततः वेफर निरीक्षण प्रणाली, जिसे एसएसआईएस उपकरण भी कहा जाता है, के साथ वेफर को स्कैन करते समय छोटे कणों का पता लगाना मुश्किल हो जाता है। यदि वेफर मानक का उत्पादन 30 एनएम से 80 एनएम पॉलीस्टाइनिन या सिलिका नैनोकणों के साथ किया जाता है, तो वेफर मानक को अक्सर वायु/ऑक्सीजन वातावरण में संग्रहीत किया जाता है। सिलिकॉन वेफर सतह पर ऑक्सीकरण समय के साथ स्वाभाविक रूप से वेफर की पूरी सतह पर एक ऑक्साइड परत बना देगा। धीरे-धीरे, नैनोकण शोर पृष्ठभूमि में गायब हो सकते हैं, या उनका पता लगाना बहुत कठिन हो सकता है, क्योंकि वेफर को एक विशिष्ट वेफर निरीक्षण प्रणाली द्वारा स्कैन किया जाता है। वेफर निरीक्षण प्रणाली के ऑप्टिकल डिटेक्शन सिस्टम द्वारा कण सिग्नल संवेदनशीलता में कमी का क्या कारण है?

जब एक लेजर बीम एक वेफर सतह को स्कैन करता है, तो ऑप्टिकल डिटेक्टर दो सिग्नल, एक डीसी इलेक्ट्रिकल सिग्नल और एक एसी इलेक्ट्रिकल सिग्नल का पता लगाता है। जैसे ही लेजर सिलिकॉन सतह को स्कैन करता है, डीसी सिग्नल का आयाम सिलिकॉन वेफर की सतह खुरदरापन और पॉलिश का प्रतिनिधित्व करता है। एसी सिग्नल का आयाम सिलिकॉन वेफर सतह पर प्रत्येक ज्ञात कण के आकार व्यास का प्रतिनिधित्व करता है। लेजर द्वारा पता लगाए गए 40 एनएम कण में बहुत छोटा एसी आयाम सिग्नल होगा, जबकि 1 यूएम कण में उच्च एसी आयाम सिग्नल होगा, जैसा कि ऑप्टिकल डिटेक्शन सर्किट द्वारा पता लगाया गया है। कैलिब्रेशन वेफर स्टैंडर्ड को स्कैन करते समय, डीसी सिग्नल मिलि-वोल्ट में बढ़ता और घटता है, जो सतह के खुरदरेपन के स्तर के अनुसार पाया जाता है, क्योंकि लेजर वेफर के पार या वेफर के चारों ओर आगे और पीछे स्कैन करता है, जो प्रत्येक प्रकार के वेफर की विशिष्ट तकनीक पर निर्भर करता है। निरीक्षण उपकरण. यदि सतह का खुरदरापन अधिक है, तो डीसी सिग्नल स्तर बढ़ जाता है, और इसके विपरीत। समय के प्रत्येक क्षण के दौरान ऑप्टिकल लेजर द्वारा पता लगाया गया डीसी सिग्नल, सिलिकॉन सतह से लेजर बिखराव के कारण एक शोर सीमा बनाता है। बढ़ते और घटते हुए, आमतौर पर ऑप्टिकल डिटेक्टर द्वारा मिली-वोल्ट में मापा जाता है और कण वितरण की आधार रेखा के रूप में प्रदर्शित किया जाता है, जिसे वेफर निरीक्षण प्रणाली की डिस्प्ले स्क्रीन पर चित्रित किया जाता है। सतह की भौतिक पॉलिश एक स्थिर मूल्य है, और जैसे-जैसे प्रौद्योगिकी में सुधार हुआ है, 300 मिमी वेफर्स में पुराने 150 मिमी वेफर्स की तुलना में बहुत बेहतर पॉलिश होती है। इस प्रकार, 300 मिमी वेफर छोटे कणों को सतह पर जमा करने की अनुमति देगा क्योंकि सतह पॉलिश डीसी सिग्नल के संबंधित निचले स्तर के साथ काफी बेहतर है, जैसा कि वेफर स्कैन के दौरान ऑप्टिकल डिटेक्टर द्वारा पता लगाया गया है।

वायु/ऑक्सीजन/आर्द्रता वाले वातावरण का सामना करने वाली सभी सिलिकॉन सतहों पर एक ऑक्साइड परत बनना शुरू हो जाती है, चाहे कितनी भी अच्छी तरह से पॉलिश की गई हो। यह समय के साथ बढ़ता रहता है। जैसे-जैसे ऑक्साइड परत 1 या 2 वर्ष की अवधि में बढ़ती है, लेजर द्वारा पता लगाए गए सतह खुरदरेपन में वृद्धि के कारण वेफर की सतह पर एक ज्ञात डीसी लेजर सिग्नल समय के साथ डीसी सिग्नल आयाम में वृद्धि करेगा। चूँकि 30एनएम या 60एनएम कण में बहुत कम एसी आयाम संकेत होता है; एक कण का एसी सिग्नल, जैसा कि ऑप्टिकल कलेक्टर द्वारा पता लगाया जाता है, लेजर द्वारा उत्पन्न डीसी शोर सिग्नल स्तर से आगे निकल जाता है क्योंकि यह वेफर की सतह को स्कैन करता है। कण सतह पर जमा हो जाते हैं, लेकिन यदि स्कैन की गई सिलिकॉन सतह लेजर स्कैन के दौरान एक उच्च डीसी सिग्नल शोर आयाम को बिखेरती है, जो एक खुरदरी सतह का प्रतिनिधित्व करती है; डीसी सिग्नल का शोर वेफर सतह पर जमा छोटे कणों को आसानी से छिपा सकता है। कण वहां हैं, लेकिन वेफर सतह पर ऑक्साइड की लगातार बढ़ती परत एक लगातार बढ़ती डीसी सिग्नल शोर पैदा करती है, जो 30 एनएम कणों के एसी सिग्नल को छुपाती है, और समय के साथ 40 एनएम, फिर 50 को छिपाने के लिए पर्याप्त बढ़ सकती है। एनएम कण, आदि। कैलिब्रेशन वेफर मानक का प्रत्येक उपयोग कैलिब्रेशन वेफर मानक की सतह पर अवांछित कणों को जोड़ता है, और ऑक्साइड की वृद्धि सतह पर मोटाई में वृद्धि जारी रखती है, और कई वर्षों के बाद, वेफर मानक को प्रतिस्थापित किया जाना चाहिए सामान्य संचालन के दौरान होने वाली सतह की खराबी, साथ ही वेफर सतह पर ऑक्साइड की वृद्धि।

इस कारण से, नाइट्रोजन भंडारण कैबिनेट में 125 एनएम से कम जमा कण आकार के साथ उत्पादित किसी भी अंशांकन वेफर मानकों को संग्रहीत करना एक अच्छा विचार है। यह वेफर मानक भंडारण के दौरान वेफर सतह पर ऑक्साइड वृद्धि को कम करने में मदद करता है और वेफर मानक सतह पर 100 एनएम से कम जमा कणों के साथ अंशांकन वेफर मानक के जीवन को बढ़ाने में मदद करता है। वेफर मानक पर 100 एनएम से बड़े कण जमा होने पर सामान्यतः सतह ऑक्साइड वृद्धि से प्रभावित नहीं होंगे; और वेफर निरीक्षण प्रणाली, एसएसआईएस का अंशांकन, आमतौर पर 100 एनएम से अधिक कण आकार का उपयोग करने से प्रभावित नहीं होगा।

जॉन टर्नर, Applied Physics आवेदन, 1 नवंबर 2023

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