Nuus - Wafer oppervlak kontaminasie en sy opsporing metode

Die netheid van diewafer oppervlaksal die kwalifikasietempo van daaropvolgende halfgeleierprosesse en produkte grootliks beïnvloed. Tot 50% van alle opbrengsverliese word veroorsaak deurwafer oppervlakkontaminasie.

Voorwerpe wat onbeheerde veranderinge in die elektriese werkverrigting van die toestel of die toestelvervaardigingsproses kan veroorsaak, word gesamentlik na verwys as kontaminante. Kontaminante kan van die wafer self, die skoon kamer, prosesgereedskap, proseschemikalieë of water kom.Waferkontaminasie kan oor die algemeen opgespoor word deur visuele waarneming, prosesinspeksie of die gebruik van komplekse analitiese toerusting in die finale toesteltoets.

▲ Kontaminante op die oppervlak van silikonwafers | Beeldbronnetwerk

Die resultate van kontaminasieanalise kan gebruik word om die graad en tipe kontaminasie wat deur diewaferin 'n sekere prosesstap, 'n spesifieke masjien of die algehele proses. Volgens die klassifikasie van opsporingsmetodes,wafer oppervlakkontaminasie kan in die volgende tipes verdeel word.

Metaalbesoedeling

Besoedeling wat deur metale veroorsaak word, kan halfgeleiertoesteldefekte van verskillende grade veroorsaak.
Alkalimetale of aardalkalimetale (Li, Na, K, Ca, Mg, Ba, ens.) kan lekstroom in die pn-struktuur veroorsaak, wat weer lei tot die afbreekspanning van die oksied; oorgangsmetaal en swaar metaal (Fe, Cr, Ni, Cu, Au, Mn, Pb, ens.) besoedeling kan die draer lewensiklus verminder, die dienslewe van die komponent verminder of die donker stroom verhoog wanneer die komponent werk.

Algemene metodes vir die opsporing van metaalbesoedeling is totale refleksie X-straalfluoressensie, atoomabsorpsiespektroskopie en induktief gekoppelde plasmamassaspektrometrie (ICP-MS).

▲ Wafer oppervlak kontaminasie | Navorsingspoort

Metaalbesoedeling kan afkomstig wees van reagense wat gebruik word in skoonmaak, ets, litografie, afsetting, ens., of van die masjiene wat in die proses gebruik word, soos oonde, reaktore, iooninplanting, ens., of dit kan veroorsaak word deur onverskillige wafelhantering.

Deeltjie kontaminasie

Werklike materiaalafsettings word gewoonlik waargeneem deur lig op te spoor wat van oppervlakdefekte verstrooi is. Daarom is die meer akkurate wetenskaplike naam vir deeltjiebesmetting ligpuntdefek. Deeltjiebesoedeling kan blokkerings- of maskeringseffekte in ets- en litografieprosesse veroorsaak.

Tydens filmgroei of afsetting word speldegate en mikroholtes gegenereer, en as die deeltjies groot en geleidend is, kan dit selfs kortsluitings veroorsaak.

▲ Vorming van partikelkontaminasie | Beeldbronnetwerk

Klein deeltjie besoedeling kan skaduwees op die oppervlak veroorsaak, soos tydens fotolitografie. As groot deeltjies tussen die fotomasker en die fotoresistlaag geleë is, kan hulle die resolusie van kontakblootstelling verminder.

Daarbenewens kan hulle versnelde ione blokkeer tydens iooninplanting of droë ets. Deeltjies kan ook deur die film omhul word, sodat daar stampe en stampe is. Opvolgende lae kan kraak of akkumulasie op hierdie plekke weerstaan, wat probleme tydens blootstelling veroorsaak.

Organiese besoedeling

Kontaminante wat koolstof bevat, sowel as bindingstrukture wat met C geassosieer word, word organiese kontaminasie genoem. Organiese kontaminante kan onverwagte hidrofobiese eienskappe op die veroorsaakwafer oppervlak, verhoog oppervlakruwheid, produseer 'n wasige oppervlak, ontwrig epitaksiale laaggroei, en beïnvloed die skoonmaakeffek van metaalbesoedeling as die kontaminante nie eers verwyder word nie.

Sulke oppervlakbesoedeling word gewoonlik opgespoor deur instrumente soos termiese desorpsie-MS, X-straalfoto-elektronspektroskopie en Auger-elektronspektroskopie.

▲ Beeldbronnetwerk

Gasvormige kontaminasie en waterbesmetting

Atmosferiese molekules en waterbesoedeling met molekulêre grootte word gewoonlik nie deur gewone hoë-doeltreffende deeltjies lug (HEPA) of ultra-lae penetrasie lugfilters (ULPA) verwyder nie. Sulke kontaminasie word gewoonlik gemonitor deur ioonmassaspektrometrie en kapillêre elektroforese.

Sommige kontaminante kan aan verskeie kategorieë behoort, byvoorbeeld, deeltjies kan uit organiese of metaalmateriaal bestaan, of albei, so hierdie tipe kontaminasie kan ook as ander tipes geklassifiseer word.

▲Gasagtige molekulêre kontaminante | IONICON

Daarbenewens kan wafer-besmetting ook geklassifiseer word as molekulêre kontaminasie, deeltjie-kontaminasie en proses-afgeleide puin kontaminasie volgens die grootte van die kontaminasiebron. Hoe kleiner die grootte van die kontaminasiedeeltjie, hoe moeiliker is dit om te verwyder. In vandag se vervaardiging van elektroniese komponente, maak wafer-skoonmaakprosedures 30% - 40% van die hele produksieproses uit.