100 nm'den küçük parçacık boyutlarıyla üretilen Kalibrasyon Gofret Standartlarını depolamanın en iyi yöntemi nedir? Temiz odalar normalde 70F, yaklaşık 21C sıcaklıkta ve genellikle %40 civarında nemde çalışır.
Laboratuarda Wafer Denetim Sistemlerinizi kalibre etmek için bir Kalibrasyon Gofret Standardı kullanırken, 100 nm'nin altındaki levha standardında biriken parçacık boyutları, silikon levhanın yüzey pürüzlülüğünden olumsuz etkilenir. Yüzey pürüzlülüğü, gofretin doğal cilası ve zamanla gofret yüzeyindeki oksit tabakasının doğal büyümesiyle oluşturulur. Cila seviyesi sabit bir unsurdur ve değişmez; ancak oksit tabakası, levha yüzeyinde doğal olarak büyür ve levhayı boyut kalibrasyonu için tararken, Plaka İnceleme Sistemi tarafından parçacık tespit hassasiyetini etkiler. Soluduğumuz havada yaklaşık %21 oranında oksijen bulunur. Aynı hava, kalibrasyon için her kullanıldığında Kalibrasyon Gofret Standardının silikon yüzeyiyle temas eder. Gofret normal olarak aynı hava/oksijen/nem içeriğiyle doldurulmuş bir wafer taşıyıcıya yerleştirildiğinde aynı hava cebinde durur. Oksijen ve nem, silikon levhanın yüzeyi gibi organik olmayan bir yüzeyle temas ettiğinde, oksijen ve nem, silikon yüzeye bağlı bir oksit tabakası oluşturmaya başlar. Zamanla oksit tabakası giderek kalınlaşır ve sonunda SSIS aracı olarak da adlandırılan bir Plaka İnceleme Sistemi ile levhayı tararken küçük parçacıkların tespit edilmesini zorlaştırır. 30 nm ila 80 nm polistiren veya silika nanopartikülleri ile bir levha standardı üretilirse, levha standardı genellikle bir hava/oksijen ortamında depolanır. Silikon levha yüzeyindeki oksidasyon, zamanla levhanın tüm yüzeyi üzerinde doğal olarak bir oksit tabakası oluşturacaktır. Yavaş yavaş, nanopartiküller gürültü arka planında kaybolabilir veya levha tipik bir Plaka İnceleme Sistemi tarafından taranırken tespit edilmesi çok daha zor hale gelebilir. Bir Wafer İnceleme Sisteminin optik algılama sistemi tarafından parçacık sinyali hassasiyetinin azalmasına ne sebep olur?
Bir lazer ışını bir levha yüzeyini taradığında, optik detektör iki sinyali, bir DC elektrik sinyalini ve bir AC elektrik sinyalini algılar. Lazer silikon yüzeyini tararken, DC sinyalinin genliği silikon levhanın yüzey pürüzlülüğünü ve parlaklığını temsil eder. AC sinyallerinin genliği, silikon levha yüzeyinde tespit edilen her parçacığın boyut çapını temsil eder. Bir lazer tarafından tespit edilen 40 nm'lik bir parçacık, çok küçük bir AC genlik sinyaline sahip olurken, 1 um'lik bir parçacık, optik algılama devresi tarafından tespit edildiği gibi daha yüksek bir AC genlik sinyaline sahip olacaktır. Kalibrasyon Plaka Standardını tararken, her bir plaka tipinin spesifik teknolojisine bağlı olarak, lazer plaka boyunca veya plaka etrafında ileri geri tarama yaparken tespit edilen yüzey pürüzlülüğü seviyesine göre DC sinyali mili volt cinsinden artar ve azalır. muayene aracı. Yüzey pürüzlülüğü yüksekse DC sinyal seviyesi artar ve bunun tersi de geçerlidir. Optik lazer tarafından zamanın her anında algılanan DC sinyali, silikon yüzeyinden lazer saçılımına bağlı olarak bir gürültü sınırı oluşturur. Artma ve azalma, tipik olarak optik detektör tarafından mili volt cinsinden ölçülür ve Gofret İnceleme Sisteminin görüntü ekranında görüntülenen parçacık dağılımının temel çizgisi olarak görüntülenir. Yüzeyin fiziksel cilası sabit bir değerdir ve teknoloji geliştikçe 300 mm'lik levhalar eski 150 mm'lik levhalara göre çok daha iyi bir cilaya sahip olma eğilimindedir. Bu nedenle, 300 mm'lik bir levha, levha taraması sırasında Optik detektör tarafından tespit edildiği gibi, karşılık gelen daha düşük bir DC sinyali seviyesiyle yüzey cilası çok daha iyi olduğundan, daha küçük parçacıkların yüzeyde birikmesine izin verecektir.
Ne kadar iyi cilalanmış olursa olsun, hava/oksijen/nem ortamıyla karşılaşan tüm silikon yüzeylerde oksit tabakası oluşmaya başlar. Zamanla büyümeye devam ediyor. Oksit tabakası 1 veya 2 yıllık bir süre boyunca büyüdükçe, levhanın yüzeyinde tespit edilen bir DC lazer sinyali, lazer tarafından tespit edilen yüzey pürüzlülüğündeki artışa bağlı olarak DC sinyal genliğinde zamanla artacaktır. 30nm veya 60nm'lik bir parçacık çok düşük bir AC genlik sinyaline sahip olduğundan; Optik toplayıcı tarafından tespit edilen bir parçacığın AC sinyali, levhanın yüzeyini tararken lazer tarafından üretilen DC gürültü sinyali seviyesi tarafından geçilir. Parçacıklar yüzey üzerinde biriktirilir, ancak taranan silikon yüzeyi, lazer taraması sırasında pürüzlü bir yüzeyi temsil eden yüksek bir DC sinyal gürültü genliği saçarsa; DC sinyal gürültüsü, levha yüzeyinde biriken küçük parçacıkları kolayca gizleyebilir. Parçacıklar oradadır, ancak levha yüzeyinde sürekli büyüyen oksit tabakası, sürekli artan bir DC sinyal gürültüsü üretir; bu, 30 nm'lik parçacıkların AC sinyalini gizler ve zamanla 40 nm'yi, ardından 50 nm'yi gizleyecek kadar artabilir. nm parçacıkları vb. Kalibrasyon Gofret Standardının her kullanımı, Kalibrasyon Gofret Standardının yüzeyine istenmeyen parçacıklar ekler ve oksit büyümesi yüzeydeki kalınlıkta artmaya devam eder ve birkaç yıl sonra, gofret standardının değiştirilmesi gerekir. normal kullanım sırasında ortaya çıkan yüzey kusurlarının yanı sıra levha yüzeyindeki oksit büyümesi.
Bu nedenle, 125nm'nin altında depolanan parçacık boyutlarıyla üretilen Kalibrasyon Gofret Standartlarını bir Azot Depolama Kabininde saklamak iyi bir fikirdir. Bu, levha standart depolaması sırasında levha yüzeyindeki oksit büyümesinin azaltılmasına yardımcı olur ve levha standart yüzeyinde 100 nm'nin altında biriken parçacıklar ile Kalibrasyon Gofret Standardının ömrünün artmasına yardımcı olur. Bir levha standardı üzerinde 100 nm'den daha büyük biriken parçacıklar normalde yüzey oksit büyümesinden etkilenmez; ve bir Gofret İnceleme Sisteminin (SSIS) kalibrasyonu, normalde 100 nm'den büyük parçacık boyutları kullanıldığında etkilenmeyecektir.
John Turner, Applied Physics Başvurular, 1 Kasım 2023
