La limpieza delsuperficie de la obleaAfectará en gran medida la tasa de calificación de procesos y productos semiconductores posteriores. Hasta el 50% de todas las pérdidas de rendimiento son causadas porsuperficie de la obleacontaminación.
Los objetos que pueden provocar cambios incontrolados en el rendimiento eléctrico del dispositivo o en el proceso de fabricación del dispositivo se denominan colectivamente contaminantes. Los contaminantes pueden provenir de la propia oblea, la sala limpia, las herramientas de proceso, los productos químicos del proceso o el agua.ObleaLa contaminación generalmente se puede detectar mediante observación visual, inspección del proceso o el uso de equipos analíticos complejos en la prueba final del dispositivo.
▲Contaminantes en la superficie de las obleas de silicio | Red de origen de imágenes
Los resultados del análisis de contaminación se pueden utilizar para reflejar el grado y tipo de contaminación encontrada por elobleaen un determinado paso del proceso, en una máquina específica o en el proceso general. Según la clasificación de los métodos de detección,superficie de la obleaLa contaminación se puede dividir en los siguientes tipos.
Contaminación por metales
La contaminación causada por metales puede provocar defectos de diversos grados en los dispositivos semiconductores.
Los metales alcalinos o alcalinotérreos (Li, Na, K, Ca, Mg, Ba, etc.) pueden provocar una fuga de corriente en la estructura del pn, lo que a su vez conduce a la tensión de ruptura del óxido; La contaminación por metales de transición y metales pesados (Fe, Cr, Ni, Cu, Au, Mn, Pb, etc.) puede reducir el ciclo de vida del portador, reducir la vida útil del componente o aumentar la corriente oscura cuando el componente está funcionando.
Los métodos comunes para detectar contaminación por metales son la fluorescencia de rayos X de reflexión total, la espectroscopia de absorción atómica y la espectrometría de masas con plasma acoplado inductivamente (ICP-MS).
▲ Contaminación de la superficie de la oblea | Puerta de investigación
La contaminación por metales puede provenir de reactivos utilizados en limpieza, grabado, litografía, deposición, etc., o de las máquinas utilizadas en el proceso, como hornos, reactores, implantación de iones, etc., o puede ser causada por una manipulación descuidada de las obleas.
Contaminación por partículas
Los depósitos de material reales generalmente se observan detectando la luz dispersada por los defectos de la superficie. Por lo tanto, el nombre científico más exacto para la contaminación por partículas es defecto del punto de luz. La contaminación por partículas puede provocar efectos de bloqueo o enmascaramiento en los procesos de grabado y litografía.
Durante el crecimiento o deposición de la película, se generan poros y microhuecos, y si las partículas son grandes y conductoras, pueden incluso provocar cortocircuitos.
▲ Formación de contaminación por partículas | Red de origen de imágenes
La contaminación por partículas pequeñas puede provocar sombras en la superficie, como durante la fotolitografía. Si se encuentran partículas grandes entre la fotomáscara y la capa fotoprotectora, pueden reducir la resolución de la exposición por contacto.
Además, pueden bloquear iones acelerados durante la implantación de iones o el grabado en seco. Las partículas también pueden quedar encerradas por la película, de modo que se producen protuberancias y protuberancias. Las capas depositadas posteriormente pueden agrietarse o resistirse a la acumulación en estos lugares, causando problemas durante la exposición.
Contaminación orgánica
Los contaminantes que contienen carbono, así como las estructuras de enlace asociadas con el C, se denominan contaminación orgánica. Los contaminantes orgánicos pueden causar propiedades hidrofóbicas inesperadas en la superficie.superficie de la oblea, aumentan la rugosidad de la superficie, producen una superficie turbia, interrumpen el crecimiento de la capa epitaxial y afectan el efecto de limpieza de la contaminación metálica si los contaminantes no se eliminan primero.
Esta contaminación de la superficie generalmente se detecta mediante instrumentos como la MS de desorción térmica, la espectroscopia de fotoelectrones de rayos X y la espectroscopia de electrones Auger.
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Contaminación gaseosa y contaminación del agua.
Las moléculas atmosféricas y la contaminación del agua con tamaño molecular generalmente no se eliminan mediante filtros de aire de partículas de alta eficiencia (HEPA) o filtros de aire de penetración ultrabaja (ULPA) ordinarios. Esta contaminación suele controlarse mediante espectrometría de masas iónicas y electroforesis capilar.
Algunos contaminantes pueden pertenecer a múltiples categorías, por ejemplo, las partículas pueden estar compuestas de materiales orgánicos o metálicos, o ambos, por lo que este tipo de contaminación también puede clasificarse en otros tipos.
▲Contaminantes moleculares gaseosos | IONICO
Además, la contaminación de las obleas también se puede clasificar como contaminación molecular, contaminación por partículas y contaminación por desechos derivados del proceso según el tamaño de la fuente de contaminación. Cuanto menor sea el tamaño de la partícula de contaminación, más difícil será eliminarla. En la fabricación actual de componentes electrónicos, los procedimientos de limpieza de obleas representan entre el 30% y el 40% de todo el proceso de producción.
▲Contaminantes en la superficie de las obleas de silicio | Red de origen de imágenes
Hora de publicación: 18-nov-2024