في عالم تصنيع أشباه الموصلات شديد التنافسية، يُقاس الفرق بين عملية إنتاج عالية الإنتاجية وخسارة بملايين الدولارات بالنانومتر.
مع دفع الصناعة لحدود قانون مور، والانتقال إلى عقد معالجة أقل من 5 نانومتر، تقلص حجم العيب القاتل إلى درجة أن حتى أدوات الفحص الأكثر تقدمًا يمكن أن تكافح للتمييز بين الجسيم وعدم انتظام السطح.
للحفاظ على الدقة، تعتمد مرافق التصنيع (المصانع) على معايير معايرة الرقائق.
تُعد هذه الأدوات المتخصصة بمثابة المعايير الذهبية لعالم أشباه الموصلات، مما يضمن أن تكون الليزرات وأجهزة الاستشعار المستخدمة لفحص رقائق السيليكون دقيقة وقابلة للتكرار وموثوقة.
في تقنيات التصنيع القديمة، أ جسيم 50 نانومتر ربما كان ضئيلاً.
في تقنية الأشعة فوق البنفسجية المتطرفة الحديثة (EUV) عمليات الطباعة الحجرية، هذا الجسيم نفسه يمثل عيبًا كارثيًا يمكن أن يتسبب في حدوث قصر في الترانزستور.
معيار معايرة الرقاقة هو رقاقة السيليكون الأولية تم ترسيبها عمداً بجزيئات متجانسة للغاية ذات حجم معروف.
تعمل هذه الجسيمات كنقطة مرجعية لـ أنظمة فحص المسح السطحي (SSIS)، مثل تلك التي تنتجها شركات KLA و Applied Materials و Hitachi.
تُعتبر كرات PSL المعيار الصناعي منذ عقود. فهي توفر تجانسًا ممتازًا في الحجم وتتوفر في مجموعة واسعة من الأحجام القابلة للتتبع وفقًا لمعايير المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا (NIST).
تُستخدم هذه الأدوات بشكل أساسي لمعايرة دقة قياس الماسحات الضوئية.
مع تقلص حجم العقد، كرات السيليكا الدقيقة تزداد شعبيتها بشكل متزايد. على عكس مادة PSL، وهي بوليمر، فإن السيليكا لها معامل انكسار أقرب إلى الملوثات الفعلية الموجودة في بيئة الإنتاج.
وهذا يجعل معايير السيليكا متفوقة بالنسبة لأدوات الضبط للتعرف على العيوب الواقعية أثناء مراحل التنظيف والحفر.
يؤثر تطبيق معايير المعايرة المتقدمة بشكل مباشر على صافي أرباح مصنع أشباه الموصلات من خلال ثلاث آليات رئيسية:
إذا كان أداة التفتيش إذا لم تتم معايرته بشكل صحيح، فقد يقوم بتصفية الجسيمات الصغيرة، على افتراض أنها ضوضاء خلفية.
باستخدام معيار رقاقة الترسيب الكامل، يمكن للمهندسين التحقق من حساسية الأداة عبر السطح بأكمله، مما يضمن رصد حتى أصغر العيوب القاتلة قبل أن تنتقل الرقاقة إلى خطوة الطباعة الحجرية المكلفة التالية.
يمكن للأدوات شديدة الحساسية أن تُشير إلى اختلافات سطحية غير ضارة تُعتبر هذه العيوب بمثابة أخطاء وهمية، مما يؤدي إلى دورات تنظيف غير ضرورية للرقاقات، أو ما هو أسوأ من ذلك، إتلاف رقاقات سليمة تمامًا.
تتيح معايير المعايرة عملية تصنيف دقيقة، حيث يتم تعليم الأداة بالضبط ما الذي يشكل عيبًا يستحق إيقاف خط الإنتاج بسببه.
In تصنيع بكميات كبيرةقد يستخدم مصنع واحد عشرات الماسحات الضوئية للفحص. إذا كانت الأداة (أ) أكثر حساسية بقليل من الأداة (ب)، تصبح البيانات غير موثوقة.
يضمن استخدام معايير المعايرة القابلة للتتبع وفقًا لمعايير المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا (NIST) مزامنة كل جهاز في الأسطول مع معيار قياس عالمي واحد.
لكي يكون معيار المعايرة فعالاً، يجب أن تكون دقته لا تشوبها شائبة. ومن بين الموردين الرائدين: Applied Physics ضمان إمكانية تتبع الكريات المجهرية الخاصة بهم إلى المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا (NIST).
توفر إمكانية التتبع هذه الدليل الموثق المطلوب لعمليات تدقيق الجودة ISO وتضمن أن القياسات التي تم أخذها في أرضية المصنع مدعومة علميًا.
تتطلع الصناعة حاليًا إلى عصر أنغستروم.
تُعد معايير معايرة الرقائق المتقدمة الأبطال المجهولين لثورة أشباه الموصلات.
من خلال توفير مرجع موثوق وقابل للتكرار لأدوات الفحص، فإنها تسمح للمصنعين بالتنقل بثقة في عملية الانتقال إلى الجيل التالي من العقد.
في عصر حيث جسيم واحد يمكن أن يؤدي ذلك إلى تعريض دفعة كاملة من الرقائق الدقيقة للخطر، لذا فإن الدقة التي توفرها هذه المعايير ليست مجرد ميزة؛ بل هي ضرورة للبقاء في سوق الإلكترونيات العالمي.
على الرغم من أن مادة PSL (اللاتكس البوليستريني) ممتازة لمعايرة الحجم، إلا أن كريات السيليكا المجهرية تتميز بمعامل انكسار يحاكي بشكل أدق الملوثات الفعلية الموجودة في بيئة تصنيع أشباه الموصلات. ومع انخفاض أبعاد الرقاقات إلى 3 نانومتر وما دون، يتيح استخدام السيليكا للمهندسين ضبط أدوات الفحص الخاصة بهم للكشف عن العيوب الحقيقية بدقة أكبر، مما يقلل من التشويش الناتج عن ضبابية السطح.
للحفاظ على إنتاجية عالية، ينبغي إجراء المعايرة على فترات منتظمة مجدولة، وكلما ظهرت على الجهاز علامات انحراف. تضمن المعايرة المتكررة باستخدام معايير قابلة للتتبع من المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا (NIST) تزامن جميع الماسحات الضوئية في المنشأة، مما يمنع تسرب العيوب الخطيرة ويجنبنا ملايين الدولارات من رقائق السيليكون المهدرة.
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.
