Novidades - Contaminación da superficie de obleas e o seu método de detección

A limpeza dosuperficie da obleaafectará en gran medida á taxa de cualificación dos procesos e produtos de semicondutores posteriores. Ata o 50% de todas as perdas de rendemento son causadas porsuperficie da obleacontaminación.

Os obxectos que poden causar cambios incontrolados no rendemento eléctrico do dispositivo ou no proceso de fabricación do dispositivo denomínanse en conxunto contaminantes. Os contaminantes poden proceder da propia oblea, da sala limpa, das ferramentas de proceso, dos produtos químicos do proceso ou da auga.Obleaa contaminación xeralmente pódese detectar mediante a observación visual, a inspección do proceso ou o uso de equipos analíticos complexos na proba final do dispositivo.

▲Contaminantes na superficie das obleas de silicio | Rede de orixe da imaxe

Os resultados da análise de contaminación poden utilizarse para reflectir o grao e o tipo de contaminación atopada polahostianun determinado paso do proceso, unha máquina específica ou o proceso global. Segundo a clasificación dos métodos de detección,superficie da obleaA contaminación pódese dividir nos seguintes tipos.

Contaminación metálica

A contaminación causada por metais pode provocar defectos dos dispositivos semicondutores de diversos graos.
Os metais alcalinos ou alcalinotérreos (Li, Na, K, Ca, Mg, Ba, etc.) poden provocar correntes de fuga na estrutura pn, que á súa vez conducen á tensión de ruptura do óxido; A contaminación de metais de transición e metais pesados (Fe, Cr, Ni, Cu, Au, Mn, Pb, etc.) pode reducir o ciclo de vida do portador, reducir a vida útil do compoñente ou aumentar a corrente escura cando o compoñente está funcionando.

Os métodos comúns para detectar a contaminación metálica son a fluorescencia de raios X de reflexión total, a espectroscopia de absorción atómica e a espectrometría de masas con plasma acoplado inductivamente (ICP-MS).

▲ Contaminación da superficie da oblea | ResearchGate

A contaminación metálica pode proceder de reactivos empregados na limpeza, gravado, litografía, deposición, etc., ou das máquinas utilizadas no proceso, como fornos, reactores, implantación iónica, etc., ou pode ser causada por unha manipulación descoidada das obleas.

Contaminación por partículas

Os depósitos de materiais reais adoitan observarse detectando a luz dispersa por defectos da superficie. Polo tanto, o nome científico máis preciso para a contaminación por partículas é o defecto do punto de luz. A contaminación por partículas pode causar efectos de bloqueo ou enmascaramento nos procesos de gravado e litografía.

Durante o crecemento ou a deposición da película, xéranse buratos e microvaos, e se as partículas son grandes e condutoras, poden incluso provocar curtocircuítos.

▲ Formación de contaminación por partículas | Rede de orixe da imaxe

A contaminación de partículas pequenas pode causar sombras na superficie, como durante a fotolitografía. Se as partículas grandes están situadas entre a fotomáscara e a capa de fotorresistente, poden reducir a resolución da exposición de contacto.

Ademais, poden bloquear ións acelerados durante a implantación iónica ou o gravado en seco. As partículas tamén poden estar encerradas pola película, de xeito que haxa protuberancias e protuberancias. As capas depositadas posteriores poden rachar ou resistir a acumulación nestes lugares, causando problemas durante a exposición.

Contaminación orgánica

Os contaminantes que conteñen carbono, así como as estruturas de enlace asociadas con C, chámanse contaminación orgánica. Os contaminantes orgánicos poden causar propiedades hidrofóbicas inesperadas nosuperficie da oblea, aumenta a rugosidade da superficie, produce unha superficie nebulosa, interrompe o crecemento da capa epitaxial e afecta o efecto de limpeza da contaminación metálica se os contaminantes non se eliminan primeiro.

Tal contaminación superficial é xeralmente detectada por instrumentos como MS de desorción térmica, espectroscopia de fotoelectróns de raios X e espectroscopia electrónica Auger.

▲ Rede de orixe da imaxe

Contaminación gasosa e contaminación da auga

As moléculas atmosféricas e a contaminación da auga con tamaño molecular normalmente non se eliminan mediante o aire de partículas de alta eficiencia (HEPA) ou os filtros de aire de penetración ultra baixa (ULPA). Tal contaminación adoita controlarse mediante espectrometría de masas iónicas e electroforese capilar.

Algúns contaminantes poden pertencer a varias categorías, por exemplo, as partículas poden estar compostas por materiais orgánicos ou metálicos, ou ambas as dúas, polo que este tipo de contaminación tamén se pode clasificar como outros tipos.

▲Contaminantes moleculares gasosos | IONICO

Ademais, a contaminación das obleas tamén se pode clasificar como contaminación molecular, contaminación por partículas e contaminación de restos derivados do proceso segundo o tamaño da fonte de contaminación. Canto menor é o tamaño da partícula contaminante, máis difícil é a eliminación. Na fabricación de compoñentes electrónicos actuais, os procedementos de limpeza de obleas representan entre o 30% e o 40% de todo o proceso de produción.