Selle puhtusvahvli pindmõjutab suuresti järgnevate pooljuhtprotsesside ja -toodete kvalifitseerimise määra. Kuni 50% kõigist saagikadudest on põhjustatudvahvli pindsaastumine.
Objekte, mis võivad põhjustada kontrollimatuid muutusi seadme elektrilises töös või seadme tootmisprotsessis, nimetatakse ühiselt saasteaineteks. Saasteained võivad pärineda vahvlilt endast, puhtast ruumist, protsessi tööriistadest, protsessikemikaalidest või veest.Vahvelsaastumist saab üldjuhul tuvastada visuaalse vaatluse, protsessi kontrollimise või keerukate analüütiliste seadmete kasutamisega seadme lõplikus testis.
▲Saasteained räniplaatide pinnal | Pildiallika võrk
Saasteanalüüsi tulemusi saab kasutada, et kajastada saasteastet ja tüüpivahvelteatud protsessietapis, konkreetses masinas või kogu protsessis. Vastavalt avastamismeetodite klassifikatsioonilevahvli pindsaastumise võib jagada järgmisteks tüüpideks.
Metalli saastumine
Metallide põhjustatud saastumine võib põhjustada pooljuhtseadmete erineva astme defekte.
Leelismetallid või leelismuldmetallid (Li, Na, K, Ca, Mg, Ba jt) võivad põhjustada pn-struktuuris lekkevoolu, mis omakorda toob kaasa oksiidi läbilöögipinge; siirdemetallide ja raskmetallide (Fe, Cr, Ni, Cu, Au, Mn, Pb jne) saaste võib vähendada kandja elutsüklit, lühendada komponendi kasutusiga või suurendada tumevoolu komponendi töötamise ajal.
Levinud meetodid metallide saastumise tuvastamiseks on täieliku peegelduse röntgenfluorestsents, aatomabsorptsioonspektroskoopia ja induktiivsidestatud plasma massispektromeetria (ICP-MS).
▲ Vahvli pinna saastumine | ResearchGate
Metallisaaste võib tuleneda puhastamisel, söövitamisel, litograafias, sadestamisel jne kasutatavatest reagentidest või protsessis kasutatavatest masinatest, nagu ahjud, reaktorid, ioonide siirdamine jne, või põhjuseks võib olla hooletu vahvlite käsitsemine.
Osakeste saastumine
Materjali tegelikke ladestusi jälgitakse tavaliselt pinnadefektidest hajutatud valguse tuvastamise teel. Seetõttu on osakeste saastumise täpsem teaduslik nimetus valguspunkti defekt. Osakeste saastumine võib söövitus- ja litograafiaprotsessides põhjustada blokeerivaid või varjavaid efekte.
Kile kasvamise või ladestamise käigus tekivad nööpaugud ja mikrotühjad ning kui osakesed on suured ja juhtivad, võivad need isegi lühiseid põhjustada.
▲ Osakeste saastumise teke | Pildiallika võrk
Väikeste osakeste saastumine võib põhjustada pinnale varje, näiteks fotolitograafia ajal. Kui fotomaski ja fotoresisti kihi vahel asuvad suured osakesed, võivad need vähendada kontaktsärituse eraldusvõimet.
Lisaks võivad need blokeerida kiirendatud ioone ioonide implanteerimise või kuivsöövitamise ajal. Osakesed võivad olla ka kilega ümbritsetud, nii et tekivad konarused ja konarused. Järgmised ladestunud kihid võivad nendes kohtades praguneda või vastu seista kogunemisele, põhjustades kokkupuutel probleeme.
Orgaaniline saastumine
Süsi sisaldavaid saasteaineid, aga ka C-ga seotud sidestruktuure nimetatakse orgaaniliseks saastumiseks. Orgaanilised saasteained võivad põhjustada ootamatuid hüdrofoobseid omadusivahvli pind, suurendab pinna karedust, tekitab hägune pind, häirib epitaksiaalse kihi kasvu ja mõjutab metalli saastumise puhastavat toimet, kui saasteaineid ei eemaldata enne.
Selline pinnasaaste tuvastatakse üldiselt selliste instrumentidega nagu termiline desorptsioon MS, röntgenfotoelektronspektroskoopia ja Augeri elektronspektroskoopia.
▲ Pildiallika võrk
Gaasiline saastumine ja vee saastumine
Atmosfääri molekule ja molekulisuurusega veesaastet ei eemalda tavaliselt tavalised kõrge efektiivsusega tahkete osakeste õhu (HEPA) või ülimadala läbitungimisvõimega õhufiltrid (ULPA). Sellist saastumist jälgitakse tavaliselt ioonmassispektromeetria ja kapillaarelektroforeesi abil.
Mõned saasteained võivad kuuluda mitmesse kategooriasse, näiteks võivad osakesed koosneda orgaanilistest või metallilistest materjalidest või mõlemast, nii et seda tüüpi saaste võib klassifitseerida ka muudeks tüüpideks.
▲ Gaasilised molekulaarsed saasteained | IONIKON
Lisaks sellele võib saasteallika suuruse järgi liigitada vahvlireostuse ka molekulaarseks saastumiseks, osakestega saastumiseks ja protsessist tulenevaks saastumiseks. Mida väiksem on saasteosakeste suurus, seda keerulisem on seda eemaldada. Tänapäeva elektroonikakomponentide tootmises moodustavad vahvlipuhastusprotseduurid 30% - 40% kogu tootmisprotsessist.
▲Saasteained räniplaatide pinnal | Pildiallika võrk
Postitusaeg: 18.11.2024