Sự sạch sẽ củabề mặt wafersẽ ảnh hưởng lớn đến tỷ lệ chất lượng của các quá trình và sản phẩm bán dẫn tiếp theo. Có tới 50% tổng thiệt hại về năng suất là dobề mặt wafersự ô nhiễm.
Các vật thể có thể gây ra những thay đổi không kiểm soát được về hiệu suất điện của thiết bị hoặc quy trình sản xuất thiết bị được gọi chung là chất gây ô nhiễm. Các chất gây ô nhiễm có thể đến từ chính tấm bán dẫn, phòng sạch, dụng cụ xử lý, hóa chất xử lý hoặc nước.bánh xốpSự nhiễm bẩn thường có thể được phát hiện bằng quan sát trực quan, kiểm tra quy trình hoặc sử dụng thiết bị phân tích phức tạp trong thử nghiệm thiết bị cuối cùng.
▲ Chất gây ô nhiễm trên bề mặt tấm silicon | Mạng nguồn hình ảnh
Kết quả phân tích ô nhiễm có thể được sử dụng để phản ánh mức độ và loại ô nhiễm mà sản phẩm gặp phải.bánh xốptrong một bước quy trình nhất định, một máy cụ thể hoặc quy trình tổng thể. Theo phân loại các phương pháp phát hiện,bề mặt waferô nhiễm có thể được chia thành các loại sau.
Ô nhiễm kim loại
Sự ô nhiễm do kim loại gây ra có thể gây ra lỗi thiết bị bán dẫn ở các mức độ khác nhau.
Kim loại kiềm hoặc kim loại kiềm thổ (Li, Na, K, Ca, Mg, Ba, v.v.) có thể gây ra dòng điện rò rỉ trong cấu trúc pn, từ đó dẫn đến điện áp đánh thủng của oxit; Ô nhiễm kim loại chuyển tiếp và kim loại nặng (Fe, Cr, Ni, Cu, Au, Mn, Pb, v.v.) có thể làm giảm vòng đời của chất mang, giảm tuổi thọ sử dụng của bộ phận hoặc tăng dòng điện tối khi bộ phận đó hoạt động.
Các phương pháp phổ biến để phát hiện ô nhiễm kim loại là huỳnh quang tia X phản xạ toàn phần, quang phổ hấp thụ nguyên tử và phép đo khối phổ plasma kết hợp cảm ứng (ICP-MS).
▲ Ô nhiễm bề mặt wafer | Cổng nghiên cứu
Ô nhiễm kim loại có thể đến từ các thuốc thử được sử dụng trong quá trình làm sạch, khắc axit, in thạch bản, lắng đọng, v.v. hoặc từ các máy móc được sử dụng trong quy trình, chẳng hạn như lò nướng, lò phản ứng, cấy ion, v.v., hoặc có thể do xử lý tấm bán dẫn bất cẩn.
Ô nhiễm hạt
Sự tích tụ vật liệu thực tế thường được quan sát bằng cách phát hiện ánh sáng tán xạ từ các khuyết tật bề mặt. Do đó, tên khoa học chính xác hơn cho ô nhiễm hạt là khuyết tật điểm sáng. Ô nhiễm hạt có thể gây ra hiệu ứng chặn hoặc che lấp trong quá trình khắc và in thạch bản.
Trong quá trình phát triển hoặc lắng đọng màng, các lỗ kim và lỗ nhỏ được tạo ra và nếu các hạt lớn và dẫn điện, chúng thậm chí có thể gây ra đoản mạch.
▲ Hình thành ô nhiễm hạt | Mạng nguồn hình ảnh
Sự ô nhiễm hạt nhỏ có thể gây ra bóng trên bề mặt, chẳng hạn như trong quá trình quang khắc. Nếu các hạt lớn nằm giữa mặt nạ quang và lớp cản quang, chúng có thể làm giảm độ phân giải khi tiếp xúc.
Ngoài ra, chúng có thể chặn các ion được tăng tốc trong quá trình cấy ion hoặc khắc khô. Các hạt cũng có thể được bao bọc bởi màng nên có hiện tượng va đập, va đập. Các lớp lắng đọng tiếp theo có thể bị nứt hoặc chống lại sự tích tụ ở những vị trí này, gây ra các vấn đề trong quá trình phơi nhiễm.
Ô nhiễm hữu cơ
Các chất ô nhiễm có chứa carbon, cũng như các cấu trúc liên kết liên kết với C, được gọi là ô nhiễm hữu cơ. Các chất ô nhiễm hữu cơ có thể gây ra các đặc tính kỵ nước không mong muốn trênbề mặt wafer, tăng độ nhám bề mặt, tạo ra bề mặt mờ, phá vỡ sự phát triển của lớp epiticular và ảnh hưởng đến hiệu quả làm sạch ô nhiễm kim loại nếu chất gây ô nhiễm không được loại bỏ trước.
Sự nhiễm bẩn bề mặt như vậy thường được phát hiện bằng các thiết bị như MS giải hấp nhiệt, quang phổ quang điện tử tia X và quang phổ điện tử Auger.
▲Mạng nguồn hình ảnh
Ô nhiễm khí và ô nhiễm nước
Các phân tử khí quyển và ô nhiễm nước với kích thước phân tử thường không được loại bỏ bằng các bộ lọc không khí dạng hạt hiệu suất cao (HEPA) thông thường hoặc các bộ lọc không khí có độ xuyên thấu cực thấp (ULPA). Sự ô nhiễm như vậy thường được theo dõi bằng phép đo khối phổ ion và điện di mao quản.
Một số chất gây ô nhiễm có thể thuộc nhiều loại, ví dụ, các hạt có thể bao gồm vật liệu hữu cơ hoặc kim loại, hoặc cả hai, vì vậy loại ô nhiễm này cũng có thể được phân loại thành các loại khác.
▲ Chất gây ô nhiễm phân tử dạng khí | IONICON
Ngoài ra, ô nhiễm wafer cũng có thể được phân loại là ô nhiễm phân tử, ô nhiễm hạt và ô nhiễm mảnh vụn có nguồn gốc từ quá trình tùy theo kích thước của nguồn ô nhiễm. Kích thước của hạt ô nhiễm càng nhỏ thì càng khó loại bỏ. Trong sản xuất linh kiện điện tử ngày nay, quy trình làm sạch wafer chiếm 30% - 40% trong toàn bộ quy trình sản xuất.
▲ Chất gây ô nhiễm trên bề mặt tấm silicon | Mạng nguồn hình ảnh
Thời gian đăng: 18-11-2024