Kaj so defekti delcev?

Okvare delcev se nanašajo na drobne vključke delcev znotraj ali na polprevodniških rezinah. Lahko poškodujejo strukturno celovitost polprevodniških naprav in povzročijo električne napake, kot so kratki stiki in odprti tokokrogi. Ker lahko te težave, ki jih povzročajo okvare delcev, resno vplivajo na dolgoročno zanesljivost polprevodniških naprav, je treba okvare delcev pri proizvodnji polprevodnikov strogo nadzorovati.

Glede na njihov položaj in značilnosti lahko defekte delcev razdelimo v dve veliki kategoriji: površinske delce in delce v filmu. Površinski delci se nanašajo na delce, ki padejo naoblatpovršino v procesnem okolju, običajno v obliki grozdov z ostrimi vogali. Delci v filmu se nanašajo na tiste, ki padejo v rezino med procesom nastajanja filma in so prekriti s kasnejšimi filmi, z napakami, ki so vdelane v plast filma.

Kako nastanejo defekti delcev?

Nastanek napak v delcih povzroča več dejavnikov. Med postopkom izdelave rezin lahko toplotna obremenitev, ki jo povzročijo temperaturne spremembe, in mehanska obremenitev, ki je posledica ravnanja, predelave in toplotne obdelave rezin, povzročijo površinske razpoke ali razpadanje materiala nanapolitanke, kar je eden glavnih razlogov za napake delcev. Kemična korozija, ki jo povzročajo reakcijski reagenti in reakcijski plini, je še en glavni vzrok za napake delcev. Med postopkom korozije nastanejo neželeni produkti ali nečistoče, ki se oprimejo površine rezin in tvorijo defekte v delcih. Poleg dveh zgoraj omenjenih glavnih dejavnikov so pogosti razlogi za napake delcev tudi nečistoče v surovinah, notranja kontaminacija opreme, okoljski prah in napake pri delovanju.

Kako zaznati in nadzorovati napake delcev?

Odkrivanje napak delcev se v glavnem opira na tehnologijo visoko natančne mikroskopije. Vrstična elektronska mikroskopija (SEM) je postala osrednje orodje za odkrivanje napak zaradi svoje visoke ločljivosti in zmogljivosti slikanja, ki lahko razkrijejo morfologijo, velikost in porazdelitev drobnih delcev. Mikroskopija na atomsko silo (AFM) preslika tridimenzionalno površinsko topografijo z zaznavanjem medatomskih sil in ima izjemno visoko natančnost pri odkrivanju napak v nanometru. Optični mikroskopi se uporabljajo za hitro pregledovanje večjih napak.

Za nadzor napak delcev je treba sprejeti več ukrepov.

1. Natančno nadzorujte parametre, kot so hitrost jedkanja, debelina nanosa, temperatura in tlak.

2. Uporabite surovine visoke čistosti za izdelavo polprevodniških rezin.

3. Uporabite visoko natančno in stabilno opremo ter izvajajte redno vzdrževanje in čiščenje.

4. Izboljšajte spretnosti operaterja s posebnim usposabljanjem, standardizirajte operativne prakse ter okrepite spremljanje in upravljanje procesov.

Treba je celovito analizirati vzroke defektov, identificirati kontaminacijske točke in sprejeti ciljne rešitve za učinkovito zmanjšanje pojavnosti defektov.