Новини - Замърсяване на повърхността на вафли и метод за откриване

Чистотата навафлена повърхностще повлияе значително на степента на квалификация на следващите полупроводникови процеси и продукти. До 50% от всички загуби на добив се дължат навафлена повърхностзамърсяване.

Обектите, които могат да причинят неконтролирани промени в електрическите характеристики на устройството или производствения процес на устройството, се наричат колективно замърсители. Замърсителите могат да идват от самата пластина, чистата стая, инструментите за обработка, химикалите за обработка или водата.Вафлазамърсяването обикновено може да бъде открито чрез визуално наблюдение, инспекция на процеса или използване на сложно аналитично оборудване в крайния тест на устройството.

▲Замърсители по повърхността на силиконовите пластини | Мрежа източник на изображения

Резултатите от анализа на замърсяването могат да се използват за отразяване на степента и вида на замърсяването, срещано отвафлав определен етап от процеса, конкретна машина или цялостния процес. Според класификацията на методите за откриване,вафлена повърхностзамърсяването може да бъде разделено на следните видове.

Замърсяване с метал

Замърсяването, причинено от метали, може да причини дефекти на полупроводниковото устройство в различна степен.
Алкалните метали или алкалоземните метали (Li, Na, K, Ca, Mg, Ba и др.) могат да причинят ток на утечка в pn структурата, което от своя страна води до пробивно напрежение на оксида; Замърсяването с преходни метали и тежки метали (Fe, Cr, Ni, Cu, Au, Mn, Pb и др.) може да намали жизнения цикъл на носителя, да намали експлоатационния живот на компонента или да увеличи тъмния ток, когато компонентът работи.

Обичайните методи за откриване на замърсяване с метали са рентгенова флуоресценция с пълно отражение, атомно-абсорбционна спектроскопия и масспектрометрия с индуктивно свързана плазма (ICP-MS).

▲ Замърсяване на повърхността на вафли | ResearchGate

Замърсяването с метал може да дойде от реагенти, използвани при почистване, ецване, литография, отлагане и т.н., или от машините, използвани в процеса, като пещи, реактори, имплантиране на йони и т.н., или може да бъде причинено от небрежно боравене с пластини.

Замърсяване с частици

Действителните материални отлагания обикновено се наблюдават чрез откриване на светлина, разсеяна от повърхностни дефекти. Следователно по-точното научно наименование за замърсяване с частици е светлинен дефект. Замърсяването с частици може да причини блокиращи или маскиращи ефекти при процеси на ецване и литография.

По време на растежа или отлагането на филма се генерират дупки и микрокухини и ако частиците са големи и проводими, те дори могат да причинят късо съединение.

▲ Образуване на замърсяване с частици | Мрежа източник на изображения

Замърсяването с малки частици може да причини сенки на повърхността, като например по време на фотолитография. Ако големи частици са разположени между фотомаската и слоя фоторезист, те могат да намалят разделителната способност на контактната експозиция.

В допълнение, те могат да блокират ускорени йони по време на имплантиране на йони или сухо ецване. Частиците също могат да бъдат затворени от филма, така че да има неравности и неравности. Последващите отложени слоеве могат да се напукат или да устоят на натрупването на тези места, причинявайки проблеми по време на излагане.

Органично замърсяване

Замърсителите, съдържащи въглерод, както и свързващите структури, свързани с C, се наричат органични замърсявания. Органичните замърсители могат да причинят неочаквани хидрофобни свойства навафлена повърхност, увеличават грапавостта на повърхността, създават замъглена повърхност, нарушават растежа на епитаксиалния слой и влияят на почистващия ефект от замърсяване с метал, ако замърсителите не бъдат отстранени първо.

Такова повърхностно замърсяване обикновено се открива чрез инструменти като термична десорбция MS, рентгенова фотоелектронна спектроскопия и електронна спектроскопия на Оже.

▲Мрежа източник на изображения

Газово замърсяване и замърсяване на водата

Атмосферните молекули и замърсяването на водата с молекулен размер обикновено не се отстраняват от обикновения високоефективен въздух за частици (HEPA) или въздушни филтри с ултра ниско проникване (ULPA). Такова замърсяване обикновено се наблюдава чрез йонна масспектрометрия и капилярна електрофореза.

Някои замърсители могат да принадлежат към множество категории, например, частиците могат да бъдат съставени от органични или метални материали, или и двете, така че този тип замърсяване може също да бъде класифициран като други видове.

▲ Газообразни молекулярни замърсители | ИОНИКОН

В допълнение, замърсяването с вафли може също да се класифицира като молекулярно замърсяване, замърсяване с частици и замърсяване с отломки, получени от процеса, според размера на източника на замърсяване. Колкото по-малък е размерът на замърсяващата частица, толкова по-трудно е да се отстрани. В днешното производство на електронни компоненти процедурите за почистване на пластини представляват 30% - 40% от целия производствен процес.