ვაფლის ზედაპირის დაბინძურება და მისი გამოვლენის მეთოდი

სისუფთავევაფლის ზედაპირიდიდად იმოქმედებს შემდგომი ნახევარგამტარული პროცესებისა და პროდუქტების კვალიფიკაციის მაჩვენებელზე. მოსავლიანობის ყველა დანაკარგის 50%-მდე გამოწვეულიავაფლის ზედაპირიდაბინძურება.

ობიექტებს, რომლებმაც შეიძლება გამოიწვიოს უკონტროლო ცვლილებები მოწყობილობის ელექტრულ მუშაობაში ან მოწყობილობის წარმოების პროცესში, ერთობლივად მოიხსენიება როგორც დამაბინძურებლები. დამაბინძურებლები შეიძლება მოდიოდეს თავად ვაფლიდან, სუფთა ოთახიდან, დამუშავების ხელსაწყოებიდან, ქიმიკატების ან წყლისგან.ვაფლიდაბინძურება შეიძლება ზოგადად გამოვლინდეს ვიზუალური დაკვირვებით, პროცესის შემოწმებით ან რთული ანალიტიკური აღჭურვილობის გამოყენებით მოწყობილობის საბოლოო ტესტირებაში.

▲ დამაბინძურებლები სილიკონის ვაფლის ზედაპირზე | გამოსახულების წყაროს ქსელი

დაბინძურების ანალიზის შედეგები შეიძლება გამოყენებულ იქნას დაბინძურების ხარისხისა და ტიპის ასახვისთვის.ვაფლიპროცესის გარკვეულ ეტაპზე, კონკრეტულ მანქანაში ან მთლიან პროცესში. გამოვლენის მეთოდების კლასიფიკაციის მიხედვით,ვაფლის ზედაპირიდაბინძურება შეიძლება დაიყოს შემდეგ ტიპებად.

ლითონის დაბინძურება

ლითონებით გამოწვეულმა დაბინძურებამ შეიძლება გამოიწვიოს ნახევარგამტარული მოწყობილობის დეფექტები სხვადასხვა ხარისხით.
ტუტე ლითონებმა ან დედამიწის ტუტე ლითონებმა (Li, Na, K, Ca, Mg, Ba და სხვ.) შეიძლება გამოიწვიონ გაჟონვის დენი pn სტრუქტურაში, რაც თავის მხრივ იწვევს ოქსიდის დაშლის ძაბვას; გარდამავალი ლითონისა და მძიმე ლითონის (Fe, Cr, Ni, Cu, Au, Mn, Pb და ა.შ.) დაბინძურებამ შეიძლება შეამციროს გადამზიდის სიცოცხლის ციკლი, შეამციროს კომპონენტის მომსახურების ვადა ან გაზარდოს ბნელი დენი, როდესაც კომპონენტი მუშაობს.

ლითონის დაბინძურების გამოვლენის საერთო მეთოდებია მთლიანი არეკვლის რენტგენის ფლუორესცენცია, ატომური შთანთქმის სპექტროსკოპია და ინდუქციურად დაწყვილებული პლაზმური მასის სპექტრომეტრია (ICP-MS).

▲ ვაფლის ზედაპირის დაბინძურება | ResearchGate

ლითონის დაბინძურება შეიძლება გამოწვეული იყოს რეაგენტებით, რომლებიც გამოიყენება დასუფთავების, ოფლირების, ლითოგრაფიაში, დეპონირებაში და ა.შ., ან ამ პროცესში გამოყენებული მანქანებიდან, როგორიცაა ღუმელები, რეაქტორები, იონური იმპლანტაცია და ა.შ., ან შეიძლება გამოწვეული იყოს ვაფლის უყურადღებო დამუშავებით.

ნაწილაკების დაბინძურება

ფაქტობრივი მასალის დეპოზიტები, როგორც წესი, შეინიშნება ზედაპირული დეფექტებისგან მიმოფანტული სინათლის გამოვლენით. ამიტომ, ნაწილაკების დაბინძურების უფრო ზუსტი სამეცნიერო სახელია სინათლის წერტილის დეფექტი. ნაწილაკების დაბინძურებამ შეიძლება გამოიწვიოს ბლოკირების ან ნიღბების ეფექტები ჭურვისა და ლითოგრაფიის პროცესებში.

ფირის ზრდის ან დეპონირების დროს წარმოიქმნება ხვრელების და მიკროვოიდები და თუ ნაწილაკები დიდი და გამტარია, მათ შეუძლიათ მოკლე ჩართვაც კი გამოიწვიონ.

▲ ნაწილაკების დაბინძურების წარმოქმნა | გამოსახულების წყაროს ქსელი

მცირე ნაწილაკების დაბინძურებამ შეიძლება გამოიწვიოს ზედაპირზე ჩრდილები, მაგალითად, ფოტოლითოგრაფიის დროს. თუ დიდი ნაწილაკები განლაგებულია ფოტომასკასა და ფოტორეზისტულ ფენას შორის, მათ შეუძლიათ შეამცირონ კონტაქტის ექსპოზიციის გარჩევადობა.

გარდა ამისა, მათ შეუძლიათ დაბლოკონ აჩქარებული იონები იონის იმპლანტაციის ან მშრალი აკრავის დროს. ნაწილაკები ასევე შეიძლება იყოს ჩასმული ფილმით ისე, რომ იყოს მუწუკები და მუწუკები. შემდგომი დეპონირებული ფენები შეიძლება გაიბზაროს ან წინააღმდეგობა გაუწიოს დაგროვებას ამ ადგილებში, რამაც გამოიწვიოს პრობლემები ექსპოზიციის დროს.

ორგანული დაბინძურება

ნახშირბადის შემცველ დამაბინძურებლებს, ისევე როგორც C-სთან დაკავშირებულ დამაკავშირებელ სტრუქტურებს ორგანულ დაბინძურებას უწოდებენ. ორგანულმა დამაბინძურებლებმა შეიძლება გამოიწვიოს მოულოდნელი ჰიდროფობიური თვისებებივაფლის ზედაპირიგაზრდის ზედაპირის უხეშობას, წარმოქმნის ბუნდოვან ზედაპირს, არღვევს ეპიტაქსიური ფენის ზრდას და გავლენას ახდენს ლითონის დაბინძურების გამწმენდ ეფექტზე, თუ პირველად არ მოიხსნება დამაბინძურებლები.

ზედაპირის ასეთი დაბინძურება, როგორც წესი, გამოვლენილია ისეთი ინსტრუმენტებით, როგორიცაა თერმული დეზორბციის MS, რენტგენის ფოტოელექტრონული სპექტროსკოპია და აუგერის ელექტრონის სპექტროსკოპია.

▲ გამოსახულების წყაროს ქსელი

აირისებრი დაბინძურება და წყლის დაბინძურება

ატმოსფერული მოლეკულები და მოლეკულური ზომით წყლის დაბინძურება, როგორც წესი, არ მოიხსნება ჩვეულებრივი მაღალი ეფექტურობის ნაწილაკების ჰაერის (HEPA) ან ულტრა დაბალი შეღწევადობის ჰაერის ფილტრებით (ULPA). ასეთი დაბინძურების მონიტორინგი ჩვეულებრივ ხდება იონური მასის სპექტრომეტრიით და კაპილარული ელექტროფორეზით.

ზოგიერთი დამაბინძურებელი შეიძლება მიეკუთვნებოდეს მრავალ კატეგორიას, მაგალითად, ნაწილაკები შეიძლება შედგებოდეს ორგანული ან მეტალის მასალებისგან, ან ორივესგან, ამიტომ დაბინძურების ეს ტიპი ასევე შეიძლება კლასიფიცირდეს სხვა ტიპებად.

 

▲აიროვანი მოლეკულური დამაბინძურებლები | IONICON

გარდა ამისა, ვაფლის დაბინძურება ასევე შეიძლება კლასიფიცირდეს როგორც მოლეკულური დაბინძურება, ნაწილაკების დაბინძურება და პროცესის შედეგად მიღებული ნამსხვრევების დაბინძურება დაბინძურების წყაროს ზომის მიხედვით. რაც უფრო მცირეა დაბინძურების ნაწილაკის ზომა, მით უფრო რთულია მისი ამოღება. დღევანდელი ელექტრონული კომპონენტების წარმოებაში ვაფლის გაწმენდის პროცედურები მთელი წარმოების პროცესის 30%-40%-ს შეადგენს.

 

▲ დამაბინძურებლები სილიკონის ვაფლის ზედაპირზე | გამოსახულების წყაროს ქსელი