Novinky - Povrchová kontaminácia oblátok a spôsob jej detekcie

Čistotapovrch oblátkyvýrazne ovplyvní mieru kvalifikácie následných polovodičových procesov a produktov. Až 50 % všetkých strát na výnosoch je spôsobenýchpovrch oblátkykontaminácie.

Predmety, ktoré môžu spôsobiť nekontrolované zmeny v elektrickom výkone zariadenia alebo vo výrobnom procese zariadenia, sa súhrnne označujú ako kontaminanty. Kontaminanty môžu pochádzať zo samotného plátku, čistej miestnosti, procesných nástrojov, procesných chemikálií alebo vody.Oblátkakontamináciu možno vo všeobecnosti zistiť vizuálnym pozorovaním, kontrolou procesu alebo použitím komplexného analytického zariadenia pri konečnom teste zariadenia.

▲Kontaminanty na povrchu kremíkových plátkov | Sieť zdroja obrazu

Výsledky analýzy kontaminácie sa môžu použiť na vyjadrenie stupňa a typu kontaminácie, s ktorou sa stretlioblátkav určitom kroku procesu, konkrétnom stroji alebo celkovom procese. Podľa klasifikácie metód detekciepovrch oblátkykontamináciu možno rozdeliť do nasledujúcich typov.

Kovová kontaminácia

Kontaminácia spôsobená kovmi môže spôsobiť poruchy polovodičových zariadení rôzneho stupňa.
Alkalické kovy alebo kovy alkalických zemín (Li, Na, K, Ca, Mg, Ba atď.) môžu spôsobiť zvodový prúd v štruktúre pn, čo následne vedie k prieraznému napätiu oxidu; Znečistenie prechodnými kovmi a ťažkými kovmi (Fe, Cr, Ni, Cu, Au, Mn, Pb atď.) môže znížiť životný cyklus nosiča, skrátiť životnosť súčiastky alebo zvýšiť temný prúd, keď súčiastka pracuje.

Bežnými metódami detekcie kontaminácie kovov sú rôntgenová fluorescencia s úplným odrazom, atómová absorpčná spektroskopia a hmotnostná spektrometria s indukčne viazanou plazmou (ICP-MS).

▲ Povrchová kontaminácia plátku | ResearchGate

Kovová kontaminácia môže pochádzať z činidiel používaných pri čistení, leptaní, litografii, nanášaní atď., alebo zo strojov používaných pri tomto procese, ako sú pece, reaktory, implantácia iónov atď., alebo môže byť spôsobená neopatrným zaobchádzaním s plátkami.

Kontaminácia časticami

Skutočné nánosy materiálu sa zvyčajne pozorujú detekciou svetla rozptýleného z povrchových defektov. Preto presnejší vedecký názov pre kontamináciu časticami je defekt svetelného bodu. Kontaminácia časticami môže spôsobiť blokovacie alebo maskovacie efekty v procesoch leptania a litografie.

Počas rastu alebo ukladania filmu sa vytvárajú dierky a mikrodutiny, a ak sú častice veľké a vodivé, môžu dokonca spôsobiť skrat.

▲ Tvorba kontaminácie časticami | Sieť zdroja obrazu

Kontaminácia malými časticami môže spôsobiť tiene na povrchu, ako napríklad počas fotolitografie. Ak sa medzi fotomaskou a vrstvou fotorezistu nachádzajú veľké častice, môžu znížiť rozlíšenie kontaktnej expozície.

Okrem toho môžu blokovať zrýchlené ióny počas implantácie iónov alebo suchého leptania. Častice môžu byť tiež obklopené fóliou, takže vznikajú hrbole a hrbole. Následne nanesené vrstvy môžu na týchto miestach praskať alebo odolávať hromadeniu, čo spôsobuje problémy počas expozície.

Organické znečistenie

Kontaminanty obsahujúce uhlík, ako aj väzbové štruktúry spojené s C, sa nazývajú organická kontaminácia. Organické kontaminanty môžu spôsobiť neočakávané hydrofóbne vlastnostipovrch oblátkyzvyšujú drsnosť povrchu, vytvárajú zahmlený povrch, narúšajú rast epitaxnej vrstvy a ovplyvňujú čistiaci účinok kontaminácie kovov, ak sa kontaminanty neodstránia ako prvé.

Takáto povrchová kontaminácia sa vo všeobecnosti deteguje prístrojmi, ako je tepelná desorpcia MS, rôntgenová fotoelektrónová spektroskopia a Augerova elektrónová spektroskopia.

▲Sieť zdroja obrazu

Plynná kontaminácia a kontaminácia vody

Atmosférické molekuly a kontamináciu vody s veľkosťou molekúl zvyčajne neodstránia bežné vzduchové filtre s vysokou účinnosťou (HEPA) alebo vzduchové filtre s ultra nízkou penetráciou (ULPA). Takáto kontaminácia sa zvyčajne monitoruje iónovou hmotnostnou spektrometriou a kapilárnou elektroforézou.

Niektoré kontaminanty môžu patriť do viacerých kategórií, napríklad častice môžu byť zložené z organických alebo kovových materiálov, alebo z oboch, takže tento typ kontaminácie možno tiež klasifikovať ako iné typy.

▲Plynné molekulárne kontaminanty | IONICON

Okrem toho môže byť kontaminácia plátku tiež klasifikovaná ako molekulárna kontaminácia, kontaminácia časticami a kontaminácia odpadmi z procesu podľa veľkosti zdroja kontaminácie. Čím menšia je veľkosť kontaminačnej častice, tým je ťažšie ju odstrániť. V dnešnej výrobe elektronických súčiastok predstavujú postupy čistenia doštičiek 30 až 40 % celého výrobného procesu.