Renligheten avwafer ytakommer att i hög grad påverka kvalificeringsgraden för efterföljande halvledarprocesser och produkter. Upp till 50 % av alla avkastningsförluster orsakas avwafer ytaförorening.
Föremål som kan orsaka okontrollerade förändringar i enhetens elektriska prestanda eller enhetens tillverkningsprocess kallas gemensamt för föroreningar. Föroreningar kan komma från själva wafern, renrummet, processverktyg, processkemikalier eller vatten.RånKontaminering kan i allmänhet upptäckas genom visuell observation, processinspektion eller användning av komplex analysutrustning i det slutliga testet av enheten.
▲Föroreningar på ytan av kiselskivor | Bildkälla nätverk
Resultaten av föroreningsanalys kan användas för att spegla graden och typen av förorening som möterråni ett visst processsteg, en specifik maskin eller den övergripande processen. Enligt klassificeringen av detektionsmetoder,wafer ytaföroreningar kan delas in i följande typer.
Metallförorening
Förorening orsakad av metaller kan orsaka defekter i halvledarkomponenter av varierande grad.
Alkalimetaller eller jordalkalimetaller (Li, Na, K, Ca, Mg, Ba, etc.) kan orsaka läckström i pn-strukturen, vilket i sin tur leder till oxidens genomslagsspänning; övergångsmetall och tungmetall (Fe, Cr, Ni, Cu, Au, Mn, Pb, etc.) föroreningar kan minska bärarens livscykel, minska livslängden på komponenten eller öka mörkströmmen när komponenten fungerar.
Vanliga metoder för att detektera metallkontamination är totalreflektionsröntgenfluorescens, atomabsorptionsspektroskopi och induktivt kopplad plasmamasspektrometri (ICP-MS).
▲ Kontaminering av skivans yta | ResearchGate
Metallkontamination kan komma från reagenser som används vid rengöring, etsning, litografi, deponering, etc., eller från maskiner som används i processen, såsom ugnar, reaktorer, jonimplantation, etc., eller så kan det orsakas av slarvig hantering av wafer.
Partikelförorening
Faktiska materialavlagringar observeras vanligtvis genom att detektera ljus spritt från ytdefekter. Därför är det mer exakta vetenskapliga namnet för partikelkontamination ljuspunktsdefekt. Partikelkontamination kan orsaka blockerande eller maskeringseffekter i etsnings- och litografiprocesser.
Under filmtillväxt eller avsättning genereras små hål och mikrohålrum, och om partiklarna är stora och ledande kan de till och med orsaka kortslutningar.
▲ Bildande av partikelkontamination | Bildkälla nätverk
Förorening av små partiklar kan orsaka skuggor på ytan, till exempel under fotolitografi. Om stora partiklar finns mellan fotomasken och fotoresistskiktet kan de minska upplösningen av kontaktexponering.
Dessutom kan de blockera accelererade joner under jonimplantation eller torretsning. Partiklar kan också omslutas av filmen, så att det blir stötar och stötar. Efterföljande avsatta lager kan spricka eller motstå ackumulering på dessa platser, vilket orsakar problem under exponeringen.
Organisk förorening
Föroreningar som innehåller kol, såväl som bindningsstrukturer förknippade med C, kallas organisk kontaminering. Organiska föroreningar kan orsaka oväntade hydrofoba egenskaper påwafer yta, öka ytjämnheten, producera en grumlig yta, störa epitaxiella lagertillväxt och påverka rengöringseffekten av metallföroreningar om föroreningarna inte avlägsnas först.
Sådan ytkontamination detekteras i allmänhet av instrument som termisk desorptions-MS, röntgenfotoelektronspektroskopi och Auger-elektronspektroskopi.
▲ Bildkälla nätverk
Gasformig förorening och vattenförorening
Atmosfäriska molekyler och vattenföroreningar med molekylstorlek avlägsnas vanligtvis inte med vanliga högeffektiva partikelluft (HEPA) eller ultralåg penetrationsluftfilter (ULPA). Sådan kontaminering övervakas vanligtvis med jonmasspektrometri och kapillärelektrofores.
Vissa föroreningar kan tillhöra flera kategorier, till exempel kan partiklar vara sammansatta av organiska eller metalliska material, eller båda, så denna typ av förorening kan också klassificeras som andra typer.
▲Gasformiga molekylära föroreningar | IONICON
Dessutom kan waferkontamination också klassificeras som molekylär kontaminering, partikelkontamination och processhärledd skräpkontamination beroende på storleken på kontamineringskällan. Ju mindre föroreningspartikeln är, desto svårare är den att ta bort. I dagens tillverkning av elektroniska komponenter står rengöringsprocedurer för skivor för 30 % - 40 % av hela produktionsprocessen.
▲Föroreningar på ytan av kiselskivor | Bildkälla nätverk
Posttid: 2024-nov-18