Zaštita vjernosti uzorka od skladištenja do izlaganja

Mrežice i fotomaske su među najvrednijim komponentama koje su najosjetljivije na kontaminaciju u poluvodičkoj fotolitografiji. Čestice, vlakna, hemijski ostaci ili molekularni zagađivač u vazduhu koji dospeju na pogrešnu površinu mogu uticati na optički prenos, vernost uzorka i, na kraju, na prinos na nivou pločice.

Za razliku od generalnog čišćenja opreme, prevencija kontaminacije končanice je disciplina životnog ciklusa. Počinje u prodavnici maski, nastavlja se kroz transport i skladištenje, proteže se do rukovanja konca i punjenja skenera, i ne završava se dok se maska ​​ne pregleda, prekvalificira i vrati u kontrolirano okruženje.

Ovaj vodič opisuje praktične prakse prevencije kontaminacije za okruženja končanica i fotomaski. Namijenjen je fotolitografskim inženjerima, timovima u radnji maski, inženjerima za kontrolu kontaminacije i kvalitetnom osoblju. Sve procedure treba da budu validirane u odnosu na specifičan dizajn maske, tip pelikule, platformu skenera, primjenjive SEMI standarde i interne fab SOP.

Zašto je važna kontrola kontaminacije končanice

Konec ili fotomaska ​​nosi uzorak koji se više puta prenosi na pločice tokom fotolitografije. Budući da se jedna maska ​​može koristiti u mnogim ciklusima izlaganja i serijama pločice, kontaminacija na ili blizu konca može imati nesrazmjeran utjecaj u poređenju sa kontaminacijom na jednoj pločici.

Kontaminacija možda nije uvijek vidljiva. Čestice, vlakna, jonski ostaci, organski filmovi i molekularna kontaminacija u zraku mogu utjecati na performanse litografije na različite načine. U naprednim DUV i EUV procesima, zaostale hemikalije i zagađivači životne sredine mogu takođe stupiti u interakciju pod uslovima izloženosti i doprineti progresivnom stvaranju magle.

Stoga cilj nije jednostavno "održavanje konca čistim". To je održavanje kontroliranog mikrookruženja oko konca tokom cijelog životnog ciklusa, uz izbjegavanje bilo kakve prakse čišćenja ili rukovanja koja bi mogla dovesti do nove kontaminacije ili oštećenja.

Razumijevanje končanica i fotomaski

Fotomaska, koja se često naziva končanica u okruženjima wafer-fab, je uzorkovana kvarcna podloga koja se koristi za prijenos geometrija kola na pločicu obloženu fotorezistom. Površina s uzorkom može uključivati ​​hromirane ili druge apsorbirajuće slojeve, antirefleksne premaze, strukture pomaka faze i karakteristike poravnanja.

Neke končanice su opremljene pelikulom: tankom prozirnom membranom postavljenom iznad površine s uzorkom. Njegova svrha je da drži čestice dalje od kritične ravni uzorka i izvan fokusnog raspona ekspozicije. Međutim, pelikula je sama po sebi osjetljiva i zahtijeva pažljivo rukovanje.

Različite vrste maski imaju različitu osjetljivost:

• Binarne maskeopćenito su robusniji, ali još uvijek osjetljivi na čestice, ostatke i oštećenja pri rukovanju.
• Fazne maskemogu uključivati ​​dodatne slojeve ili strukture koje zahtijevaju strožiju kemijsku i mehaničku kontrolu.
• EUV maskečesto zahtevaju strožije rukovanje, skladištenje i kontrolu životne sredine zbog svoje vrednosti i uslova izloženosti.
• Peliclized maskszahtijevaju poseban oprez oko membrane, okvira i lijepljenih područja.

Iz tog razloga, jedna univerzalna metoda čišćenja rijetko je prikladna. Ispravan pristup zavisi od konstrukcije maske, sloja premaza, konfiguracije pelikula, talasne dužine izloženosti i procene rizika specifičnog za fab.

Glavni rizici od kontaminacije

Kontaminacija konca može doći iz okolnog zraka, alata za rukovanje, nosača, operatera, materijala za čišćenje, pa čak i okoline za skladištenje maske. Najvažniji rizici uključuju:

Maglica je posebno važna u naprednoj litografiji. Zaostali sulfati, amonijum i organski zagađivači mogu biti podvrgnuti fotohemijskim reakcijama pod DUV ili EUV ekspozicijom, što dovodi do rasta kristala i progresivnog defekta magle. Kontrola vlažnosti, AMC i ispuštanja materijala je stoga važna kao i kontrola vidljivih čestica.

Prevencija kontaminacije kroz životni ciklus konca

Robustan preventivni program treba da prati končanicu kroz svaku fazu njene upotrebe:

Prodavnica maski → Transport → Fab skladište → Rukovanje → Učitavanje skenera → Izloženost → Inspekcija → Povrat ili prekvalifikacija

Mask Shop i Incoming Quality

Prevencija kontaminacije počinje prije nego što končanica uđe u fab. Prodavnice maski trebale bi definirati kriterije oslobađanja za zbrajače čestica, vizualne nedostatke, indikatore zamagljivanja i integritet ambalaže.

Dolazna inspekcija treba da dokumentuje:

• Identifikacija konca i verzija
• Datum i rezultati inspekcije
• Stanje pelikula, gdje je primjenjivo
• Stanje nosača ili mahuna
• Istorija čišćenja ili popravke
• Svako odstupanje ili status karantina

Ambalaža i nosači treba da budu kompatibilni sa čistim prostorima, sa niskim sadržajem čestica i sa malim ispuštanjem gasova. Ne treba stavljati končanicu u nosač koji nije kvalifikovan za kontrolu čestica, vlage i hemijske kontaminacije.

Transport i skladištenje

Transport i skladištenje su često zanemarene tačke kontaminacije. Kada končanica napusti kontrolirano okruženje za skladištenje, može biti izložena promjenama u vlažnosti, molekulima u zraku i prodiranju čestica.

Najbolje prakse uključuju:

• Upotrijebite kvalificirane čahure ili nosače za končanice dizajnirane za određeni tip maske.
• Držite končanice zapečaćene kada se ne koriste aktivno.
• Smanjite vrijeme izvan pročišćenog skladišta ili kontroliranih mini okruženja.
• Izbjegavajte staklo na staklo, staklo na metal ili nekontrolirani kontakt površine.
• Čuvajte nosače u odobrenim skladištima sa odgovarajućim ekološkim kontrolama.
• Gdje je potrebno, koristite čist suhi zrak ili pročišćavanje dušikom kako biste održali suho, kontrolirano mikrookruženje.

Konačne čahure bi trebale ograničiti uvlačenje iz okoline i pomoći u kontroli vlage i AMC-a. U naprednim aplikacijama, kontinuirano pročišćavanje i noseći materijali niske propusnosti mogu pomoći u održavanju sušeg, čistijeg mikrookruženja tokom transporta i skladištenja.

Rukovanje i transfer

Rukovanje konca treba da se odvija samo u odobrenom laminarnom toku, mini-okruženju ili drugim kontrolisanim uslovima. Operateri bi trebali izbjegavati nepotrebno izlaganje na otvorenom i nikada ne bi trebali stavljati ruke, alate ili neodobrene materijale uzvodno od izložene konca u laminarnom toku.

Preporučene prakse uključuju:

1. Koristite namenske, ESD bezbedne mehaničke rukovače.
2. Izbjegavajte generičke pincete, nezaštićeni kontakt ruku ili improvizirane alate.
3. Održavajte ispravnu orijentaciju konca tokom prijenosa.
4. Koristite glatke, ravne puteve prijenosa kako biste smanjili vibracije i mobilizaciju čestica.
5. Pregledajte nosače i mahune prije utovara.
6. Slijedite proceduru učitavanja proizvođača skenera i SOP specifičan za fabriku.

Visokovrijedne končanice zahtijevaju zaštitu ne samo od čestica već i od električnih polja i oštećenja pri rukovanju. Namjenski rukovaoci konca i kompatibilni SMIF pod interfejsi pomažu u smanjenju ovih rizika.

Učitavanje skenera i ekspozicija

Prije učitavanja, provjerite da li su nosač, pod i port za punjenje skenera kompatibilni. Izbjegavajte prisiljavanje nosača u neusklađeno sučelje i nemojte zaobići korake inspekcije da biste uštedjeli vrijeme.

Tokom učitavanja i ekspozicije:

• Smanjite vrijeme boravka na otvorenom.
• Izbjegavajte nepotrebno otvaranje vrata ili ponovljeno prebacivanje nosača.
• Slijedite kontrolisane procedure za prelaz pritiska gde je to moguće.
• Održavajte područje oko priključka za utovar bez neodobrenih materijala.
• Osigurajte da operateri poštuju zahtjeve za rukavice, odjeću i ESD.

Konačna končanica treba da provede što je moguće manje vremena izvan svog kvalifikovanog okruženja za skladištenje ili čišćenje. Duže vrijeme tranzita povećava mogućnost da vlaga i zagađivači iz zraka uđu u mikrookruženje nosača.

Inspekcija i prekvalifikacija

Inspekciju ne treba tretirati kao jednokratni događaj. Fabrike obično koriste broj izloženosti, proteklo vrijeme, kritičnost procesa, uočene nedostatke ili planove preventivnog održavanja kako bi odredili kada treba pregledati končanicu.

Evidencija o inspekciji treba da sadrži:

• Zbirci čestica ili mapiranje defekata
• Indikatori zamagljenja ili transmisije, gdje je primjenjivo
• Stanje pelikula i integritet okvira
• Stanje nosača i mahune
• Broj ekspozicija i trajanje skladištenja
• Istorija čišćenja, popravke ili prekvalifikacije

Ako končanica pokazuje neobjašnjiv rast čestica, indikatore zamagljenja, oštećenje pelikula ili abnormalne ispisane rezultate, treba ga staviti u karantin dok se ne shvati uzrok.

Čišćenje granica: šta treba, a šta ne treba čistiti

Jedan od najvažnijih principa u kontroli kontaminacije končanice je znati gdje se završava rutinsko čišćenje čiste sobe i počinje specijalizirano čišćenje maske.

Pogodno za rutinsku kontrolu na nivou fab-a

• Vanjske površine čaura i nosača konca
• Vanjske površine bez uzorka, gdje je izričito odobren od strane vlasnika maske
• Radne stanice za skladištenje i prijenos konca
• Vanjske površine utovarnog priključka i opreme za rukovanje
• Opšte održavanje oko zona za skladištenje konca i inspekcije

Obično zahtijeva kvalificirane procese čišćenja maske

• Direktno čišćenje hromiranih ili upijajućih površina
• Čišćenje membrana pelikula
• Uklanjanje magle ili uklanjanje hemijskih ostataka
• Napredno mokro čišćenje, megazvučno čišćenje, lasersko čišćenje ili čišćenje kriogenim aerosolom
• Bilo koji proces koji bi mogao promijeniti CD, optički prijenos, premaze ili geometriju maske

Rutinski potrošni materijal za čistu prostoriju može podržati okolinu oko konca, ali ne bi trebalo pretpostaviti da je pogodan za direktan kontakt s površinom maske s uzorkom. Direktno čišćenje konca zahtijeva specijaliziranu hemiju, kontrolu procesa i verifikaciju.

Preporučeni potrošni materijal za čistu sobu

Potrošni materijal za čistu sobu igra pomoćnu ulogu u prevenciji kontaminacije končanice. Oni pomažu u održavanju čistih nosača, radnih stanica, prostora za transfer i površina opreme bez unošenja vlakana, čestica ili prekomjernih hemijskih ostataka.

Za eksterijere košuljice, prijenosne radne stanice i nekritične površine za rukovanje,Laser Cut Cleanroom maramicemože podržati kontrolirano čišćenje s čistim, konzistentnim ivicama i performansama s malo vlakana. Njihova laserski rezana ivica je namijenjena smanjenju oslobađanja vlakana u usporedbi s konvencionalno rezanim materijalima za brisanje.

Za uske praznine, kućišta senzora, opremu za inspekciju, interfejse alata i druge ograničene oblasti, aPjenasti bris za čistu sobumože obezbijediti kontrolirani pristup tamo gdje standardna maramica ne može bezbedno doći. Brisići sa pjenastim vrhom se obično koriste za kontroliranu isporuku rastvarača i precizno čišćenje oko površina opreme, pod uvjetom da su materijal i kemija za bris odobreni za primjenu.

Ove proizvode treba koristiti u skladu sa odobrenom hemijom za čišćenje i SOP-om od strane fabrike. Oni nisu zamjena za kvalifikovane procese čišćenja konca.

AMC i prevencija magle

Molekularna kontaminacija iz zraka je glavna briga u fotolitografiji jer nije uvijek vidljiva i može stupiti u interakciju s hemijom fotootpornika ili površinama konca.

Relevantne AMC kategorije uključuju:

Amonijak i amini:Može komunicirati s kemijski pojačanim DUV fotorezistima i utjecati na litografske performanse.

Jedinjenja koja sadrže sumpor:Može doprinijeti stvaranju magle povezanog sa sulfatima pod određenim uslovima izlaganja.

VOC i siloksani:Može poticati od materijala, ambalaže ili okolne opreme i može doprinijeti organskoj kontaminaciji ili magli.

Vlaga:Može uticati na hemijske reakcije i rast magle, posebno u kombinaciji sa zaostalim zagađivačima.

Praktične mjere prevencije uključuju:

Koristite nosače, mahune i materijale za pakovanje s malim ispuštanjem gasova.

Minimizirajte vrijeme ciljanja konca izvan očišćenog skladišta.

Koristite kontrolisane sisteme za pročišćavanje gde je potrebno.

Izbjegavajte neodobrene kemikalije, ljepila, etikete ili ambalažu u blizini mjesta za skladištenje konca.

Održavajte AMC monitoring i programe filtriranja na fab nivou.

Slijedite zahtjeve za kontrolu vlažnosti definirane od strane proizvođača fabrike i skenera.

AMC kontrola se ne rješava samo maramicama. Zahtijeva kombinaciju filtracije zraka, odabira materijala, dizajna skladišta, logističke kontrole i stalnog nadzora.

Praktična kontrolna lista za prevenciju kontaminacije konca

Koristite ovu kontrolnu listu kao početnu tačku za interni razvoj SOP-a:

Upotrijebite odobrene nosače konca i čahure s malim ispuštanjem plinova.

Držite končanice zapečaćene kada se ne koriste.

Prebacite končanice samo u odobrenim područjima sa laminarnim protokom ili mini-okruženjem.

Koristite namenske alate za rukovanje bezbedne od ESD-a.

Održavajte ispravnu orijentaciju i izbjegavajte nepotrebno naginjanje ili vibracije.

Ne dozvolite nedozvoljene maramice, rukavice ili ambalažu u blizini otvorenih konca.

Pregledajte nosače i mahune prije stavljanja konca.

Pratite broj izloženosti, vrijeme skladištenja, rezultate inspekcije i istoriju čišćenja.

Osumnjičeni se odmah maskira u karantin.

Prepustite čišćenje uzorkovanih površina i pelikula kvalifikovanim procesima čišćenja maske.

KoristiLaser Cut Cleanroom maramicesamo na odobrenim vanjskim ili nekritičnim površinama.

Koristite aPjenasti bris za čistu sobusamo tamo gdje je potreban precizan pristup i materijal je kompatibilan s hemijom za čišćenje.

Uobičajene greške koje treba izbjegavati

1. Korištenje maramica opće namjene u blizini područja za rukovanje konca.
2. Tretiranje svake kontaminacije končanice kao jednostavnog problema brisanja.
3. Čišćenje pelikula ili površina s uzorkom bez kvalificiranog procesa.
4. Ostavljanje končanica izloženim ambijentalnom vazduhu na duže vremenske periode.
5. Zanemarivanje ispuštanja iz nosača i izloženosti AMC-u.
6. Nedokumentacija istorije pregleda, transporta i čišćenja.
7. Pod pretpostavkom da je končanica čistog izgleda bez kontaminacije.
8. Korišćenje prekomerne tečnosti prilikom čišćenja u blizini osetljive opreme.
9. Ponovna upotreba kontaminiranih površina za brisanje ili briseva.

FAQ

P1: Mogu li se maramice za čiste prostorije koristiti direktno na površini s uzorkom konca?

Generalno, ne. Direktno čišćenje uzorkovanih površina končanice treba slijediti kvalifikovani proces čišćenja maske. Maramice za čistu sobu bolje su prikladne za vanjske noseće površine, radne stanice i područja koja nisu kritična za rukovanje.

P2: Šta uzrokuje maglu na fotomaskama?

Zamagljivanje može biti rezultat interakcije između zaostalih hemikalija, zagađivača u zraku, vlage i izloženosti DUV/EUV. Organsko ispuštanje gasova, kontaminacija povezana sa sulfatima i amonijumom su važni faktori.

P3: Kako fabrike mogu smanjiti izloženost AMC-u oko konca?

Koristite nosače sa malim ispuštanjem gasova, zapečaćeno skladište, pročišćena okruženja gde je primenljivo, kontrolisanu filtraciju i nadzor vazduha i odobreni potrošni materijal sa niskom kontaminacijom.

P4: Koja je uloga pelikule?

Pelikula je tanka prozirna membrana koja pomaže držati čestice dalje od površine maske s uzorkom i izvan fokusne ravnine ekspozicije.

P5: Kada se končanica treba staviti u karantin?

Kada prikazuje neobjašnjive zbrajače čestica, indikatore zamagljivanja, oštećenja pri rukovanju, zabrinutost za pelikule ili neobjašnjivu promjenu u odštampanim rezultatima.

P6: Može li se pjenasti štapić koristiti na končanici?

Penasti štapić ne bi trebalo koristiti direktno na uzorkovanoj površini konca ili omotaču osim ako nije posebno odobren od strane kvalifikovanog procesa čišćenja maske. Prikladnije je za kontrolirano čišćenje okolne opreme, uskih praznina i nekritičnih površina.

Zaključak

Sprečavanje kontaminacije konca i fotomaske nije samo jedan korak čišćenja. To je koordinirani program koji pokriva puštanje u radnju za maske, transport, skladištenje, rukovanje, punjenje skenera, izlaganje, inspekciju i prekvalifikaciju.

Najefikasniji programi kombinuju kontrolisano skladištenje, pažljivo rukovanje, nosače sa malim otpuštanjem gasa, disciplinovanu inspekciju i odgovarajući potrošni materijal za čistu prostoriju - ne direktno na kritičnim površinama maske. Tretirajući okruženje končanice kao kontrolirani sistem, fabovi mogu smanjiti rizike od kontaminacije koje se mogu izbjeći, istovremeno štiteći vjernost uzorka i stabilnost procesa.

Trebate podršku pri odabiru potrošnog materijala za čistu sobu za vašu fotolitografiju ili područje za rukovanje konca?
Kontaktirajte tehnički tim Weston Wipera za preporuke proizvoda, uzorke i podršku za primjenu.