Kebersihanpermukaan waferakan sangat mempengaruhi tingkat kualifikasi proses dan produk semikonduktor selanjutnya. Hingga 50% dari seluruh kehilangan hasil disebabkan olehpermukaan waferkontaminasi.
Benda-benda yang dapat menyebabkan perubahan tidak terkendali pada kinerja kelistrikan perangkat atau proses pembuatan perangkat secara kolektif disebut sebagai kontaminan. Kontaminan mungkin berasal dari wafer itu sendiri, ruangan bersih, peralatan proses, bahan kimia proses, atau air.Kue waferkontaminasi umumnya dapat dideteksi melalui pengamatan visual, inspeksi proses, atau penggunaan peralatan analitik yang kompleks dalam pengujian akhir perangkat.
▲ Kontaminan pada permukaan wafer silikon | Jaringan sumber gambar
Hasil analisis kontaminasi dapat digunakan untuk mencerminkan tingkat dan jenis kontaminasi yang ditemuikue waferdalam langkah proses tertentu, mesin tertentu, atau keseluruhan proses. Menurut klasifikasi metode deteksi,permukaan waferkontaminasi dapat dibagi menjadi beberapa jenis berikut.
Kontaminasi logam
Kontaminasi yang disebabkan oleh logam dapat menyebabkan kerusakan perangkat semikonduktor dengan tingkat yang berbeda-beda.
Logam alkali atau logam alkali tanah (Li, Na, K, Ca, Mg, Ba, dll.) dapat menyebabkan arus bocor pada struktur pn, yang selanjutnya menyebabkan tegangan tembus oksida; Polusi logam transisi dan logam berat (Fe, Cr, Ni, Cu, Au, Mn, Pb, dll.) dapat mengurangi siklus hidup pembawa, mengurangi masa pakai komponen atau meningkatkan arus gelap saat komponen bekerja.
Metode umum untuk mendeteksi kontaminasi logam adalah fluoresensi sinar-X refleksi total, spektroskopi serapan atom, dan spektrometri massa plasma berpasangan induktif (ICP-MS).
▲ Kontaminasi permukaan wafer | Gerbang Penelitian
Kontaminasi logam dapat berasal dari reagen yang digunakan dalam pembersihan, etsa, litografi, pengendapan, dll., atau dari mesin yang digunakan dalam proses tersebut, seperti oven, reaktor, implantasi ion, dll., atau mungkin disebabkan oleh penanganan wafer yang ceroboh.
Kontaminasi partikel
Endapan material sebenarnya biasanya diamati dengan mendeteksi cahaya yang tersebar dari cacat permukaan. Oleh karena itu, nama ilmiah yang lebih akurat untuk kontaminasi partikel adalah cacat titik cahaya. Kontaminasi partikel dapat menyebabkan efek pemblokiran atau penyembunyian pada proses etsa dan litografi.
Selama pertumbuhan atau pengendapan film, lubang kecil dan rongga mikro akan terbentuk, dan jika partikelnya besar dan konduktif, bahkan dapat menyebabkan korsleting.
▲ Pembentukan kontaminasi partikel | Jaringan sumber gambar
Kontaminasi partikel kecil dapat menyebabkan bayangan pada permukaan, seperti pada saat fotolitografi. Jika partikel besar terletak di antara photomask dan lapisan photoresist, hal tersebut dapat mengurangi resolusi paparan kontak.
Selain itu, bahan ini dapat memblokir ion yang dipercepat selama implantasi ion atau etsa kering. Partikel juga dapat tertutup oleh film, sehingga terdapat gundukan dan gundukan. Lapisan yang diendapkan selanjutnya mungkin retak atau menahan akumulasi di lokasi ini, sehingga menyebabkan masalah selama pemaparan.
Kontaminasi organik
Kontaminan yang mengandung karbon, serta struktur ikatan yang terkait dengan C, disebut kontaminasi organik. Kontaminan organik dapat menyebabkan sifat hidrofobik yang tidak terduga padapermukaan wafer, meningkatkan kekasaran permukaan, menghasilkan permukaan kabur, mengganggu pertumbuhan lapisan epitaksial, dan mempengaruhi efek pembersihan kontaminasi logam jika kontaminan tidak dihilangkan terlebih dahulu.
Kontaminasi permukaan seperti itu umumnya dideteksi oleh instrumen seperti MS desorpsi termal, spektroskopi fotoelektron sinar-X, dan spektroskopi elektron Auger.
▲ Jaringan sumber gambar
Kontaminasi gas dan kontaminasi air
Molekul atmosfer dan kontaminasi air dengan ukuran molekul biasanya tidak dihilangkan dengan filter udara partikulat efisiensi tinggi (HEPA) atau filter udara penetrasi ultra-rendah (ULPA) biasa. Kontaminasi tersebut biasanya dipantau dengan spektrometri massa ion dan elektroforesis kapiler.
Beberapa kontaminan mungkin termasuk dalam beberapa kategori, misalnya, partikel mungkin terdiri dari bahan organik atau logam, atau keduanya, sehingga jenis kontaminasi ini juga dapat diklasifikasikan ke jenis lainnya.
▲ Kontaminan molekuler gas | IONIKON
Selain itu, kontaminasi wafer juga dapat diklasifikasikan sebagai kontaminasi molekuler, kontaminasi partikel, dan kontaminasi serpihan yang berasal dari proses sesuai dengan ukuran sumber kontaminasi. Semakin kecil ukuran partikel kontaminasi, semakin sulit untuk menghilangkannya. Dalam manufaktur komponen elektronik saat ini, prosedur pembersihan wafer mencakup 30% - 40% dari keseluruhan proses produksi.
▲ Kontaminan pada permukaan wafer silikon | Jaringan sumber gambar
Waktu posting: 18 November 2024