مع توسع صناعة أشباه الموصلات بقوة نحو 7 نانومتر و 5 نانومتر وحتى عقد معالجة أصغر، وصلت الدقة المطلوبة لمراقبة التلوث إلى نقطة تحول.
لعقود من الزمن، كانت الكريات المجهرية المصنوعة من اللاتكس البوليسترين (PSL) بمثابة المعيار الذهبي في الصناعة لمعايرة أنظمة فحص الأسطح الماسحة (SSIS).
ومع ذلك، مع انخفاض متطلبات الكشف عن حجم الجسيمات إلى ما دون عتبة 20 نانومتر، أصبحت القيود المادية لتقنية PSL واضحة، مما يمهد الطريق لاعتماد معايير رقائق السيليكا.
كريات السيليكا المجهرية (SiO2) تقديم بديل قوي يتوافق بشكل أوثق مع الحقائق المادية لتصنيع أشباه الموصلات الحديثة.
على عكس PSL، فإن السيليكا عبارة عن المواد غير العضوية بنقطة انصهار عالية وصلابة هيكلية فائقة.
يمكنه تحمل ليزرات فحص عالية الكثافة دون تشويه، مما يضمن بقاء إشارة التشتت ثابتة عبر دورات معايرة متعددة.
إن معامل انكسار السيليكا أقرب بكثير إلى معامل انكسار العديد من الملوثات الفعلية في غرف التنظيف.
باستخدام معايير رقائق السيليكا، يستطيع مهندسو القياس تحقيق معايرة أكثر واقعية لأدوات SSIS الخاصة بهم، مما يؤدي إلى أسعار تأمين أعلى للكشف عن العيوب القاتلة التي ربما تم التغاضي عنها باستخدام معايرة PSL التقليدية.
لا تنكمش جزيئات السيليكا ولا تطلق غازات.
A رقاقة معايرة السيليكا يوفر نقطة مرجعية أكثر استقرارًا على المدى الطويل، وهو أمر بالغ الأهمية للحفاظ على تطابق الأدوات عبر أسطول عالمي من أنظمة الفحص.
كرات اللاتكس المصنوعة من البوليسترين عبارة عن بوليمرات عضوية لينة. ورغم أنها تتميز بتجانسها العالي وسهولة ترسيبها، إلا أنها تُشكل العديد من التحديات عند استخدامها في معايرة الأدوات للفحص دون 20 نانومتر.
يمكن لأشعة الليزر عالية الكثافة المستخدمة في الفحص بالأشعة فوق البنفسجية والأشعة فوق البنفسجية الشديدة أن تذيب أو تشوه كرات PSL بأحجام أصغر.
يؤدي هذا التشوه إلى تغيير المقطع العرضي للتشتت، مما يؤدي إلى معايرة غير دقيقة للأداة.
يختلف معامل انكسار مادة PSL اختلافًا كبيرًا عن الملوثات الموجودة في العالم الحقيقي (مثل شظايا السيليكون أو الرقائق المعدنية) الموجودة في التصنيع المحكم الإغلاق بالتفريغ بيئة.
يمكن أن يؤدي هذا التباين إلى خطأ في تحديد الحجم حيث تقوم الأداة بتقدير حجم العيب بشكل غير صحيح.
عضوي كرات PSL تكون عرضة للانكماش أو التلف عند تعرضها للظروف الجوية لفترات طويلة، مما يقلل من العمر الافتراضي لمعيار المعايرة.
| السمة الفنية | اللاتكس البوليسترين (PSL) | معايير السيليكا (SiO₂) |
|---|---|---|
| المادة الأساسية | البوليمر العضوي | السيليكا غير العضوية غير المتبلورة |
| الاستقرار الحراري | منخفض (قابل للتلف بفعل الليزر) | مقاومة عالية (للليزر) |
| مؤشر الانكسار | ~1.59 (ثابت) | ~1.46 (أقرب إلى الملوثات الموجودة في العالم الحقيقي) |
| صلابة الجسيمات | لين (قابل للتشوه تحت تأثير الفراغ) | صلب (يحافظ على سلامة الشكل الكروي) |
| دقة الحجم | مناسب للعقد التي يزيد حجمها عن 32 نانومتر | أمر بالغ الأهمية للعقد التي تقل أبعادها عن 20 نانومتر |
| مقاومة كيميائية | منخفض (يتفاعل مع سوائل غرف الأبحاث النظيفة) | عالي (خامل تجاه معظم المواد الكيميائية) |
| الاستقرار على المدى الطويل | عرضة للانكماش والتلف | عمر تخزين واستقرار استثنائيان |
لكي يكون أي معيار معايرة صالحًا في بيئة التصنيع بكميات كبيرة، يجب أن يكون قابلاً للتتبع وفقًا لمعايير المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا (NIST). نحن نستخدم تقنيات الترسيب الدقيقة لضمان توزيع جزيئات السيليكا بتجانس عالٍ عبر سطح الرقاقة.
سواء تم استخدام الترسيب الكامل لاختبار حساسية الأدوات أو الترسيب النقطي لمعايرة الحجم، فإن إمكانية التتبع إلى بروتوكولات المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا (NIST) تضمن أن بيانات القياس التي تم جمعها في المصنع قابلة للدفاع عنها قانونيًا وتقنيًا.
في عصر تقنية تصنيع الرقائق دون 20 نانومتر، حتى جسيم واحد بحجم 15 نانومتر قد يتسبب في عطل كارثي في الدائرة. إن التحول من تقنية PSL إلى السيليكا ليس مجرد تفضيل تقني، بل هو ضرورة لتحسين الإنتاجية.
بينما يظل نظام PSL أداة قيّمة لـ القياسات ذات العقدة الأكبر واختبارات الهباء الجوي العامة، فإن توجه الصناعة نحو عقد أقل من 20 نانومتر يتطلب استقرار ودقة السيليكا.
من خلال دمج معايير رقائق السيليكا في دورات المعايرة المنتظمة، يمكن لمصنعي أشباه الموصلات ضمان أنظمة التفتيش يتم ضبطها لتحقيق أعلى دقة ممكنة، مما يضمن العوائد ويسرع الطريق إلى السوق لجيل السيليكون التالي.
السيليكا مادة غير عضوية ذات درجة انصهار عالية، مما يجعلها مقاومة للتلف الناتج عن الليزر المستخدم في أدوات الفحص المتقدمة. وعلى عكس مادة PSL، فهي لا تتشوه أو تنكمش، مما يضمن معايرة دقيقة للغاية على نطاقات متناهية الصغر.
نعم. تُصنع معايير السيليكا عالية الجودة باستخدام جزيئات قابلة للتتبع وفقًا لمعايير المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا (NIST). وهذا يضمن أن توزيعات الأحجام والتركيزات تفي بمتطلبات القياس الدولية لضمان الامتثال الصارم لمعايير الصناعة.
بفضل توفيرها لمعامل انكسار أكثر واقعية وثبات حراري أفضل، تتيح معايير السيليكا معايرة أكثر دقة للأدوات. وهذا يقلل من النتائج الإيجابية الخاطئة ويضمن اكتشاف العيوب الخطيرة في وقت مبكر من العملية.
منذ 1992، Applied Physics تُعدّ شركتنا من الشركات الرائدة عالميًا في مجال توفير معايير دقيقة للتحكم في التلوث وعلم القياس. نتخصص في تصوير تدفق الهواء، ومعايير حجم الجسيمات، وحلول تطهير غرف الأبحاث في البيئات الحساسة.
