Vad är partikeldefekterna?

Partikeldefekter hänvisar till de små partikelinneslutningarna inuti eller på halvledarskivorna. De kan skada den strukturella integriteten hos halvledarenheter och orsaka elektriska fel som kortslutningar och öppna kretsar. Eftersom dessa problem orsakade av partikeldefekter allvarligt kan påverka den långsiktiga tillförlitligheten hos halvledarenheter måste partikeldefekter kontrolleras strikt vid tillverkning av halvledarprodukter.

Beroende på deras positioner och egenskaper kan partikeldefekter delas in i två huvudkategorier: ytpartiklar och in-filmpartiklar. Ytpartiklar avser de partiklar som faller pårånytan i processmiljön, vanligtvis framträdande som kluster med skarpa hörn. In-film-partiklar avser de som faller in i wafern under filmbildningsprocessen och täcks av efterföljande filmer, med defekter inbäddade i filmskiktet.

Hur genereras partikeldefekter?

Genereringen av partikeldefekter orsakas av flera faktorer. Under tillverkningsprocessen för wafers kan termisk spänning orsakad av temperaturförändringar och mekanisk belastning till följd av hantering, bearbetning och värmebehandling av wafers leda till ytsprickor eller materialavfall påoblat, vilket är en av huvudorsakerna till partikeldefekter. Kemisk korrosion orsakad av reaktionsreagenser och reaktionsgaser är en annan huvudorsak till partikeldefekter. Under korrosionsprocessen produceras oönskade produkter eller föroreningar som fäster vid skivans yta för att bilda partikeldefekter. Utöver de två huvudfaktorerna som nämnts ovan är också föroreningar i råvaror, intern förorening av utrustning, miljödamm och driftfel vanliga orsaker till partikeldefekter.

Hur man upptäcker och kontrollerar partikeldefekter?

Detekteringen av partikeldefekter bygger huvudsakligen på högprecisionsmikroskopiteknik. Svepelektronmikroskopi (SEM) har blivit ett kärnverktyg för defektdetektering på grund av dess höga upplösning och avbildningsförmåga, som kan avslöja morfologin, storleken och fördelningen av små partiklar. Atomic force microscopy (AFM) kartlägger tredimensionell yttopografi genom att detektera interatomiska krafter och har extremt hög precision vid detektering av defekter i nanoskala. Optiska mikroskop används för snabb screening av större defekter.

För att kontrollera partikeldefekter måste flera åtgärder vidtas.

1. Kontrollera parametrar precis som etsningshastighet, avsättningstjocklek, temperatur och tryck.

2. Använd råmaterial med hög renhet för tillverkning av halvledarwafer.

3.Anta utrustning med hög precision och hög stabilitet och utför regelbundet underhåll och rengöring.

4.Förbättra operatörernas färdigheter genom specialiserad utbildning, standardisera operativa rutiner och stärka processövervakning och hantering.

Det är nödvändigt att heltäckande analysera orsakerna till partikeldefekter, identifiera föroreningspunkterna och vidta riktade lösningar för att effektivt minska förekomsten av partikeldefekter.