Novinky - Povrchová kontaminace plátků a způsob jejich detekce

Čistotapovrch oplatkyvýrazně ovlivní míru kvalifikace následných polovodičových procesů a produktů. Až 50 % všech ztrát na výnosu je způsobenopovrch oplatkykontaminace.

Předměty, které mohou způsobit nekontrolované změny v elektrickém výkonu zařízení nebo procesu výroby zařízení, se souhrnně označují jako kontaminanty. Kontaminanty mohou pocházet ze samotného plátku, čisté místnosti, procesních nástrojů, procesních chemikálií nebo vody.OplatkaKontaminaci lze obecně detekovat vizuálním pozorováním, kontrolou procesu nebo použitím komplexního analytického zařízení při konečném testu zařízení.

▲Kontaminanty na povrchu křemíkových plátků | Síť zdroje obrazu

Výsledky analýzy kontaminace mohou být použity k vyjádření stupně a typu kontaminace, se kterou se setkáteoplatkav určitém procesním kroku, konkrétním stroji nebo celkovém procesu. Podle klasifikace metod detekcepovrch oplatkyznečištění lze rozdělit do následujících typů.

Kovová kontaminace

Kontaminace způsobená kovy může způsobit poruchy polovodičového zařízení různého stupně.
Alkalické kovy nebo kovy alkalických zemin (Li, Na, K, Ca, Mg, Ba atd.) mohou způsobit svodový proud ve struktuře pn, což následně vede k průraznému napětí oxidu; Znečištění přechodnými kovy a těžkými kovy (Fe, Cr, Ni, Cu, Au, Mn, Pb atd.) může snížit životní cyklus nosiče, zkrátit životnost součásti nebo zvýšit temný proud, když součástka pracuje.

Běžnými metodami pro detekci kontaminace kovů jsou rentgenová fluorescence s úplným odrazem, atomová absorpční spektroskopie a hmotnostní spektrometrie s indukčně vázaným plazmatem (ICP-MS).

▲ Povrchová kontaminace plátků | ResearchGate

Kovová kontaminace může pocházet z činidel používaných při čištění, leptání, litografii, nanášení atd. nebo ze strojů používaných v procesu, jako jsou pece, reaktory, iontová implantace atd., nebo může být způsobena neopatrným zacházením s plátkem.

Kontaminace částicemi

Skutečné nánosy materiálu jsou obvykle pozorovány detekcí světla rozptýleného od povrchových defektů. Proto je přesnější vědecký název pro kontaminaci částicemi defekt světelných bodů. Kontaminace částicemi může způsobit blokující nebo maskovací efekty v procesech leptání a litografie.

Během růstu nebo ukládání filmu se vytvářejí dírky a mikrodutiny, a pokud jsou částice velké a vodivé, mohou dokonce způsobit zkrat.

▲ Vznik znečištění částicemi | Síť zdroje obrazu

Kontaminace drobnými částicemi může způsobit stíny na povrchu, například během fotolitografie. Pokud se mezi fotomaskou a vrstvou fotorezistu nacházejí velké částice, mohou snížit rozlišení kontaktní expozice.

Navíc mohou blokovat urychlené ionty během iontové implantace nebo suchého leptání. Částice mohou být také obklopeny fólií, takže vznikají hrbolky a hrbolky. Následně nanesené vrstvy mohou praskat nebo odolávat hromadění v těchto místech, což způsobuje problémy během expozice.

Organické znečištění

Kontaminanty obsahující uhlík, stejně jako vazebné struktury spojené s C, se nazývají organické znečištění. Organické nečistoty mohou způsobit neočekávané hydrofobní vlastnostipovrch oplatky, zvyšují drsnost povrchu, vytvářejí zamlžený povrch, narušují růst epitaxní vrstvy a ovlivňují čisticí účinek kovové kontaminace, pokud nejsou kontaminanty nejprve odstraněny.

Taková povrchová kontaminace je obecně detekována přístroji, jako je tepelná desorpční MS, rentgenová fotoelektronová spektroskopie a Augerova elektronová spektroskopie.

▲Síť zdroje obrazu

Plynné znečištění a znečištění vody

Atmosférické molekuly a znečištění vody s molekulární velikostí obvykle nejsou odstraněny běžnými vzduchovými filtry s vysokou účinností (HEPA) nebo vzduchovými filtry s ultranízkou penetrací (ULPA). Taková kontaminace se obvykle monitoruje iontovou hmotnostní spektrometrií a kapilární elektroforézou.

Některé kontaminanty mohou patřit do více kategorií, například částice mohou být složeny z organických nebo kovových materiálů nebo z obou, takže tento typ kontaminace lze také klasifikovat jako jiné typy.

▲Plynné molekulární kontaminanty | IONICON

Kromě toho může být kontaminace plátků také klasifikována jako molekulární kontaminace, kontaminace částicemi a kontaminace odpadními materiály odvozenými z procesu podle velikosti zdroje kontaminace. Čím menší je velikost částice kontaminace, tím obtížnější je její odstranění. V dnešní výrobě elektronických součástek představují postupy čištění destiček 30 až 40 % celého výrobního procesu.