Rensligheten avwafer overflatevil i stor grad påvirke kvalifiseringsgraden til påfølgende halvlederprosesser og produkter. Opptil 50 % av alt avlingstap skyldeswafer overflateforurensning.
Gjenstander som kan forårsake ukontrollerte endringer i den elektriske ytelsen til enheten eller enhetens produksjonsprosess blir samlet referert til som forurensninger. Forurensninger kan komme fra selve waferen, renrommet, prosessverktøy, prosesskjemikalier eller vann.Waferkontaminering kan generelt oppdages ved visuell observasjon, prosessinspeksjon eller bruk av komplekst analytisk utstyr i den endelige enhetstesten.
▲Forurensninger på overflaten av silisiumskiver | Bildekildenettverk
Resultatene av forurensningsanalyse kan brukes til å gjenspeile graden og typen av forurensning som oppståroblati et bestemt prosesstrinn, en bestemt maskin eller den overordnede prosessen. I henhold til klassifiseringen av deteksjonsmetoder,wafer overflateforurensning kan deles inn i følgende typer.
Metallforurensning
Forurensning forårsaket av metaller kan forårsake halvlederdefekter av ulik grad.
Alkalimetaller eller jordalkalimetaller (Li, Na, K, Ca, Mg, Ba, etc.) kan forårsake lekkasjestrøm i pn-strukturen, som igjen fører til nedbrytningsspenningen til oksidet; overgangsmetall og tungmetall (Fe, Cr, Ni, Cu, Au, Mn, Pb, etc.) forurensning kan redusere bærerens livssyklus, redusere levetiden til komponenten eller øke den mørke strømmen når komponenten fungerer.
Vanlige metoder for å oppdage metallforurensning er totalrefleksjonsrøntgenfluorescens, atomabsorpsjonsspektroskopi og induktivt koblet plasmamassespektrometri (ICP-MS).
▲ Waferoverflateforurensning | ResearchGate
Metallforurensning kan komme fra reagenser som brukes til rengjøring, etsing, litografi, deponering osv., eller fra maskinene som brukes i prosessen, som ovner, reaktorer, ioneimplantasjon osv., eller det kan være forårsaket av uforsiktig håndtering av wafer.
Partikkelforurensning
Faktiske materialavsetninger observeres vanligvis ved å oppdage lys spredt fra overflatedefekter. Derfor er det mer nøyaktige vitenskapelige navnet for partikkelforurensning lyspunktdefekt. Partikkelforurensning kan forårsake blokkerings- eller maskeringseffekter i etse- og litografiprosesser.
Under filmvekst eller avsetning dannes det småhull og mikrohulrom, og hvis partiklene er store og ledende kan de til og med forårsake kortslutninger.
▲ Dannelse av partikkelforurensning | Bildekildenettverk
Små partikkelforurensning kan forårsake skygger på overflaten, for eksempel under fotolitografi. Hvis store partikler er plassert mellom fotomasken og fotoresistlaget, kan de redusere oppløsningen av kontakteksponering.
I tillegg kan de blokkere akselererte ioner under ioneimplantasjon eller tørretsing. Partikler kan også være omsluttet av filmen, slik at det blir støt og støt. Påfølgende avsatte lag kan sprekke eller motstå akkumulering på disse stedene, og forårsake problemer under eksponering.
Organisk forurensning
Forurensninger som inneholder karbon, samt bindingsstrukturer knyttet til C, kalles organisk forurensning. Organiske forurensninger kan forårsake uventede hydrofobe egenskaper påwafer overflate, øke overflateruheten, produsere en disig overflate, forstyrre epitaksial lagvekst og påvirke renseeffekten av metallforurensning hvis forurensningene ikke fjernes først.
Slik overflateforurensning oppdages vanligvis av instrumenter som termisk desorpsjon MS, røntgenfotoelektronspektroskopi og Auger-elektronspektroskopi.
▲ Bildekildenettverk
Gassformig forurensning og vannforurensning
Atmosfæriske molekyler og vannforurensning med molekylstørrelse fjernes vanligvis ikke av vanlige høyeffektive partikkelluftfiltre (HEPA) eller luftfiltre med ultralav penetrasjon (ULPA). Slik forurensning overvåkes vanligvis ved ionemassespektrometri og kapillærelektroforese.
Noen forurensninger kan tilhøre flere kategorier, for eksempel kan partikler være sammensatt av organiske eller metalliske materialer, eller begge deler, så denne typen forurensning kan også klassifiseres som andre typer.
▲Gassformige molekylære forurensninger | IONICON
I tillegg kan waferforurensning også klassifiseres som molekylær forurensning, partikkelforurensning og prosessavledet ruskforurensning i henhold til størrelsen på forurensningskilden. Jo mindre størrelsen på forurensningspartikkelen er, desto vanskeligere er den å fjerne. I dagens produksjon av elektroniske komponenter utgjør rengjøringsprosedyrer for wafer 30 % - 40 % av hele produksjonsprosessen.
▲Forurensninger på overflaten av silisiumskiver | Bildekildenettverk
Innleggstid: 18. november 2024