Чистотаповерхность пластиныбудет сильно влиять на уровень квалификации последующих полупроводниковых процессов и продуктов. До 50% всех потерь урожая вызваныповерхность пластинызагрязнение.
Объекты, которые могут вызвать неконтролируемые изменения в электрических характеристиках устройства или процессе производства устройства, называются загрязнителями. Загрязнения могут поступать из самой пластины, из чистого помещения, технологических инструментов, технологических химикатов или воды.вафляЗагрязнение обычно можно обнаружить путем визуального наблюдения, проверки процесса или использования сложного аналитического оборудования при окончательном тестировании устройства.
▲Загрязнения на поверхности кремниевых пластин | Сеть источника изображений
Результаты анализа загрязнения могут быть использованы для отражения степени и типа загрязнения, с которым сталкивается объект.вафляна определенном этапе процесса, конкретной машине или общем процессе. Согласно классификации методов обнаружения,поверхность пластинызагрязнения можно разделить на следующие виды.
Металлическое загрязнение
Загрязнения, вызванные металлами, могут вызвать дефекты полупроводниковых приборов различной степени.
Щелочные или щелочноземельные металлы (Li, Na, K, Ca, Mg, Ba и др.) могут вызывать ток утечки в pn-структуре, что, в свою очередь, приводит к напряжению пробоя оксида; Загрязнение переходными и тяжелыми металлами (Fe, Cr, Ni, Cu, Au, Mn, Pb и т. д.) может сократить жизненный цикл носителя, сократить срок службы компонента или увеличить темновой ток во время работы компонента.
Обычными методами обнаружения металлических загрязнений являются рентгеновская флуоресценция полного отражения, атомно-абсорбционная спектроскопия и масс-спектрометрия с индуктивно-связанной плазмой (ICP-MS).
▲ Загрязнение поверхности пластины | ИсследованияГейт
Загрязнение металлами может происходить из-за реагентов, используемых при очистке, травлении, литографии, осаждении и т. д., или из-за оборудования, используемого в процессе, например, печей, реакторов, ионной имплантации и т. д., или оно может быть вызвано небрежным обращением с пластинами.
Загрязнение частицами
Фактические отложения материала обычно наблюдаются путем обнаружения света, рассеянного поверхностными дефектами. Поэтому более точное научное название загрязнения частицами — дефект световой точки. Загрязнение частицами может вызвать блокирующий или маскирующий эффект в процессах травления и литографии.
Во время роста или осаждения пленки образуются точечные отверстия и микропоры, а если частицы большие и проводящие, они могут даже вызвать короткое замыкание.
▲ Образование частиц загрязнения | Сеть источника изображений
Загрязнение мельчайшими частицами может вызвать появление теней на поверхности, например, во время фотолитографии. Если между фотомаской и слоем фоторезиста располагаются крупные частицы, они могут снизить разрешающую способность контактного экспонирования.
Кроме того, они могут блокировать ускоренные ионы при ионной имплантации или сухом травлении. Частицы также могут быть заключены в пленку, так что остаются неровности и неровности. Последующие нанесенные слои могут растрескиваться или сопротивляться накоплению в этих местах, вызывая проблемы во время воздействия.
Органическое загрязнение
Загрязнения, содержащие углерод, а также связующие структуры, связанные с C, называются органическими загрязнениями. Органические загрязнения могут привести к неожиданным гидрофобным свойствам покрытия.поверхность пластины, увеличивают шероховатость поверхности, создают мутность поверхности, нарушают рост эпитаксиального слоя и влияют на эффект очистки от металлических загрязнений, если загрязнения не будут предварительно удалены.
Такое поверхностное загрязнение обычно обнаруживается с помощью таких инструментов, как термодесорбционная МС, рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия и электронная Оже-спектроскопия.
▲Сеть источников изображений
Газовое загрязнение и загрязнение воды
Молекулы атмосферы и загрязнения воды молекулярного размера обычно не удаляются обычными высокоэффективными воздушными фильтрами твердых частиц (HEPA) или воздушными фильтрами сверхнизкой проникающей способности (ULPA). Такое загрязнение обычно контролируют с помощью ионной масс-спектрометрии и капиллярного электрофореза.
Некоторые загрязняющие вещества могут относиться к нескольким категориям, например, частицы могут состоять из органических или металлических материалов или того и другого, поэтому этот тип загрязнения также можно классифицировать как другие типы.
▲Газообразные молекулярные загрязнения | ИОНИКОН
Кроме того, загрязнение пластин также можно классифицировать как молекулярное загрязнение, загрязнение частицами и загрязнение производственными отходами в зависимости от размера источника загрязнения. Чем меньше размер частицы загрязнения, тем труднее ее удалить. В современном производстве электронных компонентов процедуры очистки пластин составляют 30–40% всего производственного процесса.
▲Загрязнения на поверхности кремниевых пластин | Сеть источника изображений
Время публикации: 18 ноября 2024 г.