حد ppb در درام سطح ویفر ppt نیست – RawSource

یک مهندس فرآیند یک محدودیت ثبت اختراع را خریداری می کند: کمتر از 10 قسمت در تریلیون (ppt) از هر فلز. استناد برای اسید هیدروفلوئوریک با گرید الکترونیکی 49 درصد، هر ردی از فلز را با 0.01 قسمت در میلیارد (ppb) فهرست می‌کند که در واحدی دیگر به همین مقدار است. مسابقه ضعیف تر از آن چیزی است که به نظر می رسد. شکل ثبت اختراع، مایعی را که ویفر را لمس می کند، توصیف می کند. این استناد اسید را در یک بشکه قبل از رقیق شدن به نیروی انسانی و پمپاژ آن از طریق ظروف، لوله‌ها و ابزار توصیف می‌کند که هر کدام می‌توانند فلز اضافه کنند.

مس موجود در اسید هیدروفلوئوریک روی سیلیکون خالص رسوب می کند و مقدار آن به دنبال حمام می آید. مطالعه‌ای در سال 1994 در انجمن تحقیقات مواد، رسوب مس را از HF خطی در غلظت‌های تا 500 ppb نشان داد که مخلوط‌های فلزی از رفتار تک فلزی منحرف می‌شوند. مطالعه ای در سال 1998 در مجله انجمن الکتروشیمیایی نشان داد که روشنایی رسوب مس را تقریباً یک مرتبه افزایش می دهد. فلز رسوب شده می تواند نشت اتصال را افزایش دهد و اکسید دروازه را ضعیف کند.

نتیجه خطی از یک مطالعه مکانیکی در انجمن تحقیقات مواد (1994) بدست می آید. روی ویفرهای لخت در محلول‌های فلزی، رسوب مس و نقره از اچ اکسید بافر و رسوب مس از HF یکنواخت و مستقل از دوپینگ بستر و زمان شستشو بود. با گذشت زمان تا 25 دقیقه به صورت خطی افزایش می یابد، روی سیلیس ظاهر نمی شود و سطح را زبر می کند. نویسندگان آن را به عنوان حمل و نقل انبوه محدود خوانده اند.

خواندن عملی: مرحله ای که اکسید را حذف می کند مرحله ای است که سیلیکون را در معرض هر فلزی که حمام حمل می کند قرار می دهد. همان مطالعه رسوب فلزات منفرد را در اکثر موارد، همانطور که توسط الکتروشیمی ردوکس پیش‌بینی شده بود، در حالی که مخلوط می‌شد، نشان داد. قلع از رسوب نقره جلوگیری می کند. مولیبدن متناسب با سطح آن در محلول رسوب نمی‌کند، اما در صورت وجود مس یا نقره رسوب می‌کند. مشخصات هر فلز هر فلز را به طور جداگانه بررسی می کند. این نتیجه می گوید که فلزات ویفر همیشه اینگونه رفتار نمی کنند.

نور نیز مهم است. مطالعه امپدانس در مجله انجمن الکتروشیمیایی (1998) به سطوح یون مس در ppb حساس است و داده های TXRF او نشان می دهد که روشنایی رسوب مس را تقریباً یک مرتبه افزایش می دهد. یک مقاله مکانیزمی در سال 1997 توضیح می‌دهد که چرا: یون‌های مس با به دام انداختن الکترون‌ها از نوار رسانایی کاهش می‌یابند و روشنایی هم سرعت هسته‌زایی رسوب‌های مس و هم سرعت رشد هسته‌ها را افزایش می‌دهد.

بنابراین، روشنایی روی یک نیمکت مرطوب یک متغیر فرآیند است و یک دسته اسید ممکن است مقادیر مختلفی از مس را تحت نورهای مختلف باقی بگذارد.

این آزمایش‌ها حمام‌های مشخصی را در سطوح ppb تنظیم می‌کنند تا بتوان رسوب را اندازه‌گیری کرد. آنها یک مکانیسم و ​​جهت را برای مس ایجاد می کنند: مس بیشتر در حمام، مس بیشتری را روی سیلیکون خالص قرار می دهد، به طور خطی تا 500 ppb در مطالعه 1994 (مس از HF؛ مس و نقره از اچ اکسید بافر). مولیبدن سطح محلول خود را ردیابی نکرده است و نور و سایر فلزات نتیجه را تغییر می دهند. خواندن خط زیر پایین ترین سطح آزمایش شده توسط یک مطالعه یک برون یابی است.

نویسندگان 1994 خطرات را نیز فهرست می‌کنند: فلز رسوب‌شده می‌تواند نشت بایاس معکوس را افزایش دهد، قدرت شکست اکسید را کاهش دهد و نشت خازن MOS را افزایش دهد.

نقشه راه بین‌المللی برای دستگاه‌ها و سیستم‌ها (IRDS، 2024) آلومینیوم، کلسیم، مس، آهن، منیزیم، نیکل، پتاسیم، سیلیکون و سدیم را به عنوان نمونه‌هایی از فلزات حیاتی معرفی می‌کند و می‌گوید که این فهرست از فرآیندی به فرآیند دیگر متفاوت است. یک فلز جایگاه خود را از طریق تأثیر بر پارامترهای الکتریکی، مانند یکپارچگی اکسید دروازه یا طول عمر حامل اقلیت، و از طریق تحرک خود در زیرلایه به دست می آورد.

مس به راحتی روی سیلیکون حاصل از محلول‌های اچینگ مبتنی بر HF رسوب می‌کند، در کاغذ 2001 یادداشت می‌شود، و تمیز کردن با HF رقیق آن را حذف نمی‌کند: ثبت اختراع US5759971A (1998) بیان می‌کند که HF رقیق، فلزات باقی‌مانده در فیلم اکسید را حذف می‌کند، اما مس و سایر فلزات را مستقیماً روی سیلیکن جذب نمی‌کند. آهن در جهت دیگر کار می کند. یک مطالعه در سال 1993 نشان داد که حذف آهن از سطوح سیلیکونی حداقل به سه مرحله تمیز کردن به علاوه شستشو نیاز دارد که یکی از آنها باید محلول اسید هیدروفلوئوریک باشد.

بنابراین همان اسید یک فلز را رسوب می دهد و یک مرحله برای حذف فلز دیگر لازم است، و جایی که مرحله HF در آن خالص است به تصمیم گیری در مورد فلزات موجود در اسید کمک می کند. ورق کلاس نیمه هادی که در زیر مورد بحث قرار می گیرد، یک حد را برای هر فلز فهرست شده در یک کلاس مشخص می کند. آنها را رتبه بندی نمی کند و شما نباید: رتبه بندی به فرآیند شما تعلق دارد. فلزات مهم برای مرحله مشخصات خرید را نام ببرید و این محدودیت ها را در هر گواهی تحلیل (CoA) تأیید کنید.

آیا حد ppb در اسید 49 درصد سطح ppt صفحه است؟

نه، به دو دلیل که در جهت مخالف است. گزارش EPA در سال 1993 به کنگره در مورد هیدروژن فلوراید بیان می کند که HF آبی با خلوص فوق العاده بالا که در تولید تراشه استفاده می شود، معمولاً با 49 درصد، غلیظ ترین شکل آن، خریداری می شود و در محلول های بسیار رقیق تر 1 تا 10 درصد استفاده می شود. رقیق سازی فلزی را که اسید به وسیله ضریب رقت آورده جدا می کند. یک ثبت اختراع، US5712198A (1998)، مرحله حذف فلز خود را بر روی 49 درصد وزنی HF رقیق شده از حدود 1:1 تا 1:10000 قسمت حجمی با آب انجام می دهد.

دلیل دوم علیه خریدار کار می کند: آب و سخت افزار فلز اضافه می کنند. ثبت اختراع US6620743B2 (2003) HF رقیق شده خود را از آب فوق خالص بالاتر از حدود 15 مگا اهم سانتی متر در دمای 25 درجه سانتی گراد ایجاد می کند زیرا آب رقیق، فلزات را به داخل حمام می برد.

IRDS نقطه تحویل را در درام شیمیایی، توت یا تحویل فله و نقطه تحویل را در خروجی فیلتر نهایی قرار می دهد. او می گوید که تماس با کانتینرهای حمل و نقل و تجهیزات تحویل ممکن است به تمیز کردن بیشتر بین درام و صفحه، در سیستم توزیع، در نقطه اتصال، در ورودی ابزار یا داخل ابزار نیاز داشته باشد، بسته به این که مرحله چقدر بحرانی است.

IRDS می افزاید که مواد شیمیایی تهاجمی نسبت به آب فوق خالص، فلزات بیشتری را از مواد خیس می شکنند. نویسندگان مطالعه 1994 آن را به صراحت بیان می کنند: مواد شیمیایی فرآیندی که درجه خالص دارند به راحتی می توانند از طریق نگهداری یا نگهداری نامناسب با یون های فلزی آلوده شوند. NIST (2022) همین نکته را برای مواد نیمه هادی به طور کلی بیان می کند و نقاط تماس را در تولید، ذخیره سازی، حمل و نقل و تحویل که در آن آلاینده ها می توانند تولید یا اضافه شوند را برمی شمرد.

حالا معیار. ثبت اختراع US5785820A (1998)، در مورد تولید درجا HF با خلوص فوق العاده بالا، بیان می کند که تمام محلول های مایع مورد استفاده در یک ویفر نیمه هادی ترجیحاً باید حاوی کمتر از 300 ppt از همه فلزات و کمتر از 10 ppt از هر فلز واحد باشد. این اولویت یک حق ثبت اختراع برای مایع موجود در ویفر است، نه یک استاندارد. ارقام ثبت اختراع داده های منتشر شده هستند، نه توصیه ای برای عمل. با برداشتن هر درجه تا سقف آن و شمارش فقط فلزی که اسید حمل می کند، محاسبات رقت به این صورت انجام می شود:

1. درجه 3 از شماره ثبت اختراع فلز شروع می شود، بنابراین هر رقت سهم خود را از اسید در زیر آن قرار می دهد.

2. ردیف 2 ارزش ثبت اختراع را برای هر فلز در انتهای رقیق محدوده 1 تا 10 درصد EPA پاک می کند، نه در انتهای قوی.

3. سقف کلاس 1، 1 ppb، 100 برابر عدد فلز ثبت شده است، و رقیق کردن اسید 49% تا انتهای 1 درصد محدوده EPA تنها آن را به حدود 49 تقسیم می کند. بنابراین، کسر خود اسید بالای 10 ppt حتی در پایان رقت باقی می ماند. طبق این محاسبات حدود 20 ppt است، یک رقم مشتق شده، نه اندازه گیری شده.

دو اخطار درپوش مقدار زیادی نیست: دیتاشیت فقط محدودیت ها را چاپ می کند، بنابراین CoA دسته ای جایی است که اعداد واقعی وجود دارد. و حق اختراع همچنین مجموع تمام فلزات را محدود می کند، در حالی که خطوط فلزی کمیاب در برگه داده برای هر فلز است، بنابراین فرآیندی که تا یک کل کار می کند به خط خاص خود برای کل فلزات نیاز دارد. آنچه به بستر می رسد بر روی بستر اندازه گیری می شود: یک روش ICP-MS از سال 1999 به 1E8 اتم در سانتی متر مربع برای آلومینیوم، کلسیم، مس، آهن، نیکل، سدیم و روی روی سطوح سیلیکونی رسید.

نحوه خواندن محدودیت برای درجات 1، 2 و 3

این جدول خطوط برگه اطلاعات فنی (PDF) را برای درجه نیمه هادی 49٪ اسید هیدروفلوئوریک، نسخه 1.0، بازبینی شده در 30-09-2026 تکرار می کند. هر مقدار یک محدودیت مشخصات برای خود اسید 49٪ است.

برگه داده این نیمه هادی ها را کلاس 1، 2 و 3 می نامد و SEMI کلاس C28، استاندارد SEMI برای اسید هیدروفلوئوریک را مشخص نمی کند. کلاس 2 آن را به‌عنوان SEMI کلاس 2 نخوانید. SEMI C1 کلاس‌های شیمی مایعات 1 تا 5 را توصیف می‌کند و می‌گوید که یک کلاس تأیید شده با رویه‌های مناسب را می‌توان به‌عنوان «مطابق با مشخصات SEMI» توصیف کرد. وقتی فروشنده ای این ادعا را مطرح می کند، بپرسید کدام استاندارد، کدام درجه و کدام رویه معتبر پشت آن است.

برگه داده مقادیر معمولی و روش‌های آزمایش را چاپ نمی‌کند و مشخصات اجباری آن در CoA خاص لات و قرارداد فروش است. SEMI C10 مستلزم آن است که هر یک از آلاینده های مرتبط با ردیابی در یک استاندارد شیمی فرآیند SEMI دارای حد تشخیص روش در مشخصات آن یا کمتر از آن باشد. این اصل که برای درجه 3 اعمال می شود، مستلزم محدودیت تشخیص در سقف یا زیر سقف برای هر فلزی است که نام می برید، بنابراین قبل از اولین دسته، روش و حد تشخیص آن را بپرسید.

نه. هنگام اچ کردن فولاد ضد زنگ، وان از نظر طراحی پر از فلز است. سند مرجع اتحادیه اروپا در مورد تصفیه فلزات آهنی (2022) اسید هیدروفلوئوریک را در 10 تا 40 گرم در لیتر در اچینگ نیتروژن-هیدروفلوریک معمولی قرار می دهد، با اسید نیتریک بیشتر انحلال فلز و کمپلکس فلوراید با آهن محلول. هنگامی که آهن محلول به 5٪ (40 گرم در لیتر) می رسد، فلوراید آهن به عنوان یک رسوب کریستالی جامد شروع به رسوب می کند.

وانی که با گرم در لیتر آهن کار می کند چیزی از حد ppb اسیدی که مکمل آن است به دست نمی آورد و ظاهر بی رنگ یا برچسب خلوص بالا آن را تغییر نمی دهد. آنچه برای حکاکی و تمیز کردن فلز اهمیت دارد نمونه و استحکام است. مطالعه EPA در سال 1993 بیان کرد که HF آبی عمدتاً به عنوان محلول 70 درصد به صورت تجاری تولید می شود، در حالی که گریدهای الکترونیکی و واکنشی بین 5 تا 52 درصد متغیر است.

سند اتحادیه اروپا ارقام مصرف اسید مخلوط را بر اساس 70 درصد وزنی HF ارائه می دهد. اگر خط شما 49 درصد اسید صنعتی می‌خرد، مقدار دوز 70 درصد را بر اساس محتوای HF تنظیم کنید، نه حجم اسید. مقایسه گریدهای 49% و 70% هیدروفلوئوریک اسید نشان می‌دهد که چگونه این دو غلظت متفاوت هستند، و اچینگ در کنار اچ و لعاب در بین کاربردهای صنعتی اسید هیدروفلوئوریک قرار می‌گیرد.

در مشخصات خرید چه چیزی قرار دهیم

1. جایی که محدودیت اعمال می شود. بیان کنید که آیا هر حد فلز برای اسیدی که عرضه شده است یا برای حمام ابزار است.

2. فلزات بحرانی بر اساس نام فلزاتی را که مرحله به آنها حساس است فهرست کنید، هر کدام محدودیت خاص خود را دارند و اگر فرآیند شما با یکی کار می کند، یک خط برای کل مقدار فلزات اضافه کنید.

3. محدودیت های تشخیص ادعای روش و حد تشخیص آن برای هر فلز فهرست شده، در حد یا کمتر از حد، با نتایج برای CoA خاص لات.

4. قدرت حمام. غلظت HF که اسید به آن رقیق می شود را ثبت کنید. تصمیم ارزیابی به عهده اوست.

5. رقیق کردن آب و قطعات خیس شده مقاومت در برابر آب را بیان کنید و اجزای توزیع را مشخص کنید. SEMI C90 محدودیت هایی را برای استخراج فلزات از لوله ها، اتصالات و شیرها در خدمات شیمیایی مایع مشخص می کند.

6. تنوع دسته به دسته IRDS می‌گوید که تغییر در خلوص سیال فرآیند می‌تواند به اندازه خلوص مطلق بر عملکرد تأثیر بگذارد. درخواست محدودیت‌های کنترل بر اساس دسته، از نوع SEMI C64 که برای کنترل کشتی توضیح می‌دهد.

7. تاریخ انقضا برگه داده یک سال ماندگاری دارد و ذخیره و دفع را به برگه داده ایمنی (SDS) ارجاع می دهد. تاریخ تولید هر دسته را در CoA درخواست کنید و برای استفاده در آن سال برنامه ریزی کنید.

روش‌شناسی: یافته‌های رسوب‌گذاری از چکیده‌های مجموعه مقالات انجمن تحقیقات مواد (1993، 1994، 1999، 2002)، مجله انجمن الکتروشیمیایی (1996، 1997، 1998، 2001) و 1999 Oxide آمده است. استفاده از نقاط قوت از مطالعه فلوراید هیدروژن EPA (1993). دستورالعمل‌های کنترل فلز از خلاصه‌های IRDS (2024)، SEMI و NIST (2022). اچ کردن ارقام از سند مرجع اتحادیه اروپا (2022)؛ پنج اختراع صادر شده ایالات متحده؛ گزارش اجرای ابزار (2016); محدودیت های درجه از برگه داده های فنی RawSource، نسخه 1.0.