De netheid van dewafel oppervlakzal een grote invloed hebben op het kwalificatiepercentage van daaropvolgende halfgeleiderprocessen en -producten. Tot 50% van alle opbrengstverliezen wordt veroorzaakt doorwafel oppervlakbesmetting.
Voorwerpen die ongecontroleerde veranderingen in de elektrische prestaties van het apparaat of het fabricageproces van het apparaat kunnen veroorzaken, worden gezamenlijk verontreinigingen genoemd. Verontreinigingen kunnen afkomstig zijn van de wafer zelf, de cleanroom, procesgereedschappen, proceschemicaliën of water.WafeltjeVerontreiniging kan over het algemeen worden gedetecteerd door visuele observatie, procesinspectie of het gebruik van complexe analytische apparatuur bij de uiteindelijke apparaattest.
▲Verontreinigingen op het oppervlak van siliciumwafels | Beeldbronnetwerk
De resultaten van de verontreinigingsanalyse kunnen worden gebruikt om de mate en het type verontreiniging weer te geven waarmee de verontreiniging wordt geconfronteerdwafeltjein een bepaalde processtap, een specifieke machine of het totale proces. Volgens de classificatie van detectiemethoden,wafel oppervlakVervuiling kan worden onderverdeeld in de volgende typen.
Metaalverontreiniging
Verontreiniging veroorzaakt door metalen kan defecten aan halfgeleiderapparaten in verschillende mate veroorzaken.
Alkalimetalen of aardalkalimetalen (Li, Na, K, Ca, Mg, Ba, etc.) kunnen lekstroom in de pn-structuur veroorzaken, wat op zijn beurt leidt tot de doorslagspanning van het oxide; vervuiling door overgangsmetalen en zware metalen (Fe, Cr, Ni, Cu, Au, Mn, Pb, etc.) kan de levensduur van de drager verkorten, de levensduur van het onderdeel verkorten of de donkerstroom verhogen wanneer het onderdeel werkt.
Gebruikelijke methoden voor het detecteren van metaalverontreiniging zijn röntgenfluorescentie met totale reflectie, atomaire absorptiespectroscopie en inductief gekoppelde plasmamassaspectrometrie (ICP-MS).
▲ Vervuiling van het wafeloppervlak | OnderzoekGate
Metaalverontreiniging kan afkomstig zijn van reagentia die worden gebruikt bij het reinigen, etsen, lithografie, depositie, enz., of van de machines die in het proces worden gebruikt, zoals ovens, reactoren, ionenimplantatie, enz., of kan worden veroorzaakt door onzorgvuldig omgaan met de wafer.
Deeltjesverontreiniging
Werkelijke materiaalafzettingen worden gewoonlijk waargenomen door het detecteren van licht dat wordt verstrooid door oppervlaktedefecten. Daarom is de nauwkeurigere wetenschappelijke naam voor deeltjesverontreiniging lichtpuntdefect. Deeltjesverontreiniging kan blokkerende of maskerende effecten veroorzaken bij ets- en lithografische processen.
Tijdens filmgroei of afzetting worden gaatjes en microholtes gegenereerd, en als de deeltjes groot en geleidend zijn, kunnen ze zelfs kortsluiting veroorzaken.
▲ Vorming van deeltjesverontreiniging | Beeldbronnetwerk
Verontreiniging met kleine deeltjes kan schaduwen op het oppervlak veroorzaken, zoals tijdens fotolithografie. Als zich tussen het fotomasker en de fotoresistlaag grote deeltjes bevinden, kunnen ze de resolutie van contactbelichting verminderen.
Bovendien kunnen ze versnelde ionen blokkeren tijdens ionenimplantatie of droogetsen. Ook kunnen deeltjes door de folie worden omsloten, waardoor er bobbels en bobbels ontstaan. Daaropvolgende afgezette lagen kunnen op deze locaties barsten of accumulatie tegengaan, waardoor problemen tijdens de blootstelling ontstaan.
Organische vervuiling
Verontreinigingen die koolstof bevatten, evenals bindingsstructuren geassocieerd met C, worden organische verontreiniging genoemd. Organische verontreinigingen kunnen onverwachte hydrofobe eigenschappen op het oppervlak veroorzakenwafel oppervlak, verhogen de oppervlakteruwheid, produceren een wazig oppervlak, verstoren de groei van epitaxiale lagen en beïnvloeden het reinigende effect van metaalverontreiniging als de verontreinigingen niet eerst worden verwijderd.
Dergelijke oppervlakteverontreiniging wordt doorgaans gedetecteerd door instrumenten zoals thermische desorptie MS, röntgenfoto-elektronenspectroscopie en Auger-elektronenspectroscopie.
▲Beeldbronnetwerk
Gasvormige verontreiniging en waterverontreiniging
Atmosferische moleculen en waterverontreiniging met een moleculaire omvang worden doorgaans niet verwijderd door gewone luchtfilters met hoog rendement (HEPA) of luchtfilters met ultralage penetratie (ULPA). Dergelijke verontreiniging wordt gewoonlijk gevolgd door ionenmassaspectrometrie en capillaire elektroforese.
Sommige verontreinigingen kunnen tot meerdere categorieën behoren. Deeltjes kunnen bijvoorbeeld bestaan uit organische of metallische materialen, of beide. Dit soort verontreiniging kan dus ook als andere typen worden geclassificeerd.
▲Gasvormige moleculaire verontreinigingen | IONICON
Bovendien kan wafelcontaminatie ook worden geclassificeerd als moleculaire contaminatie, deeltjescontaminatie en procesgerelateerde puincontaminatie, afhankelijk van de grootte van de contaminatiebron. Hoe kleiner het verontreinigingsdeeltje is, hoe moeilijker het is om het te verwijderen. Bij de hedendaagse productie van elektronische componenten zijn waferreinigingsprocedures verantwoordelijk voor 30% - 40% van het gehele productieproces.
▲Verontreinigingen op het oppervlak van siliciumwafels | Beeldbronnetwerk
Posttijd: 18 november 2024