Hva er partikkeldefektene?

Partikkeldefekter refererer til de små partikkelinneslutningene inne i eller på halvlederplatene. De kan skade den strukturelle integriteten til halvlederenheter og forårsake elektriske feil som kortslutninger og åpne kretsløp. Siden disse problemene forårsaket av partikkeldefekter alvorlig kan påvirke den langsiktige påliteligheten til halvlederenheter, må partikkeldefekter kontrolleres strengt i halvlederproduksjon.

I henhold til deres posisjoner og egenskaper kan partikkeldefekter deles inn i to hovedkategorier: overflatepartikler og partikler i filmen. Overflatepartikler refererer til partiklene som faller påoblatoverflate i prosessmiljøet, vanligvis presenteres som klynger med skarpe hjørner. In-film-partikler refererer til de som faller inn i waferen under filmdannelsesprosessen og dekkes av påfølgende filmer, med defekter innebygd i filmlaget.

Hvordan genereres partikkeldefekter?

Generering av partikkeldefekter er forårsaket av flere faktorer. Under produksjonsprosessen for wafer kan termisk stress forårsaket av temperaturendringer og mekanisk stress som følge av håndtering, prosessering og varmebehandling av wafere føre til overflatesprekker eller materialavgivelse påoblater, som er en av hovedårsakene til partikkeldefekter. Kjemisk korrosjon forårsaket av reaksjonsreagenser og reaksjonsgasser er en annen hovedårsak til partikkeldefekter. Under korrosjonsprosessen produseres uønskede produkter eller urenheter som fester seg til waferoverflaten for å danne partikkeldefekter. I tillegg til de to hovedfaktorene nevnt ovenfor, er også urenheter i råvarer, intern forurensning av utstyr, miljøstøv og driftsfeil vanlige årsaker til partikkelfeil.

Hvordan oppdage og kontrollere partikkeldefekter?

Påvisningen av partikkeldefekter er hovedsakelig avhengig av mikroskopiteknologi med høy presisjon. Skanneelektronmikroskopi (SEM) har blitt et kjerneverktøy for defektdeteksjon på grunn av dens høye oppløsning og avbildningsevne, som er i stand til å avsløre morfologien, størrelsen og fordelingen av bittesmå partikler. Atomic force microscopy (AFM) kartlegger tredimensjonal overflatetopografi ved å detektere interatomiske krefter og har ekstremt høy presisjon i defektdeteksjon på nanoskala. Optiske mikroskoper brukes for rask screening av større defekter.

For å kontrollere partikkeldefekter, må flere tiltak tas.

1. Kontroller nøyaktig parametere som etsehastighet, avsetningstykkelse, temperatur og trykk.

2. Bruk råmaterialer med høy renhet for fremstilling av halvlederwafer.

3.Ta i bruk utstyr med høy presisjon og høy stabilitet og utfør regelmessig vedlikehold og rengjøring.

4.Forbedre operatørferdighetene gjennom spesialisert opplæring, standardisere operasjonelle praksiser, og styrke prosessovervåking og styring.

Det er nødvendig å grundig analysere årsakene til partikkeldefekter, identifisere forurensningspunktene og ta målrettede løsninger for effektivt å redusere forekomsten av partikkeldefekter.