ການປົນເປື້ອນພື້ນຜິວ wafer ແລະວິທີການກວດພົບຂອງມັນ

ຄວາມສະອາດຂອງດ້ານ waferຈະມີຜົນກະທົບຢ່າງຫຼວງຫຼາຍຕໍ່ອັດຕາຄຸນສົມບັດຂອງຂະບວນການແລະຜະລິດຕະພັນ semiconductor ຕໍ່ມາ. ເຖິງ 50% ຂອງການສູນເສຍຜົນຜະລິດທັງຫມົດແມ່ນເກີດມາຈາກດ້ານ waferການປົນເປື້ອນ.

ວັດຖຸທີ່ສາມາດເຮັດໃຫ້ເກີດການປ່ຽນແປງທີ່ບໍ່ສາມາດຄວບຄຸມໄດ້ໃນການປະຕິບັດທາງໄຟຟ້າຂອງອຸປະກອນຫຼືຂະບວນການຜະລິດອຸປະກອນແມ່ນເອີ້ນວ່າການປົນເປື້ອນ. ສິ່ງປົນເປື້ອນອາດຈະມາຈາກ wafer ຕົວຂອງມັນເອງ, ຫ້ອງສະອາດ, ເຄື່ອງມືຂະບວນການ, ສານເຄມີຂະບວນການຫຼືນ້ໍາ.Waferການປົນເປື້ອນໂດຍທົ່ວໄປສາມາດຖືກກວດພົບໂດຍການສັງເກດດ້ວຍສາຍຕາ, ການກວດສອບຂະບວນການ, ຫຼືການນໍາໃຊ້ອຸປະກອນການວິເຄາະທີ່ສັບສົນໃນການທົດສອບອຸປະກອນສຸດທ້າຍ.

▲ສິ່ງປົນເປື້ອນຢູ່ດ້ານຂອງ wafers ຊິລິຄອນ | ເຄືອຂ່າຍແຫຼ່ງຮູບພາບ

ຜົນໄດ້ຮັບຂອງການວິເຄາະການປົນເປື້ອນສາມາດຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອສະທ້ອນເຖິງລະດັບແລະປະເພດຂອງການປົນເປື້ອນທີ່ພົບໂດຍwaferໃນຂັ້ນຕອນຂະບວນການສະເພາະໃດຫນຶ່ງ, ເຄື່ອງສະເພາະໃດຫນຶ່ງຫຼືຂະບວນການໂດຍລວມ. ອີງຕາມການຈັດປະເພດຂອງວິທີການກວດພົບ,ດ້ານ waferການປົນເປື້ອນສາມາດແບ່ງອອກເປັນປະເພດດັ່ງຕໍ່ໄປນີ້.

ການປົນເປື້ອນໂລຫະ

ການປົນເປື້ອນທີ່ເກີດຈາກໂລຫະສາມາດເຮັດໃຫ້ອຸປະກອນ semiconductor ຜິດປົກກະຕິຂອງລະດັບທີ່ແຕກຕ່າງກັນ.
ໂລຫະທີ່ເປັນດ່າງຫຼືໂລຫະທີ່ເປັນດ່າງຂອງແຜ່ນດິນໂລກ (Li, Na, K, Ca, Mg, Ba, ແລະອື່ນໆ) ສາມາດເຮັດໃຫ້ເກີດການຮົ່ວໄຫຼໃນໂຄງສ້າງ pn, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ການທໍາລາຍແຮງດັນຂອງ oxide; transition metal ແລະໂລຫະຫນັກ (Fe, Cr, Ni, Cu, Au, Mn, Pb, ແລະອື່ນໆ) ມົນລະພິດສາມາດຫຼຸດຜ່ອນວົງຈອນຊີວິດຂອງຜູ້ໃຫ້ບໍລິການ, ຫຼຸດຜ່ອນຊີວິດການບໍລິການຂອງອົງປະກອບຫຼືເພີ່ມກະແສໄຟຟ້າຊ້ໍາໃນເວລາທີ່ອົງປະກອບເຮັດວຽກ.

ວິທີການທົ່ວໄປໃນການກວດສອບການປົນເປື້ອນຂອງໂລຫະແມ່ນ fluorescence X-ray ການສະທ້ອນທັງຫມົດ, spectroscopy ການດູດຊຶມປະລໍາມະນູແລະ inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS).

▲ ການປົນເປື້ອນພື້ນຜິວ Wafer | ປະຕູການຄົ້ນຄວ້າ

ການປົນເປື້ອນຂອງໂລຫະອາດຈະມາຈາກ reagents ທີ່ໃຊ້ໃນການທໍາຄວາມສະອາດ, etching, lithography, deposition, ແລະອື່ນໆ, ຫຼືຈາກເຄື່ອງຈັກທີ່ໃຊ້ໃນຂະບວນການເຊັ່ນ: ເຕົາອົບ, reactors, implantation ion, ແລະອື່ນໆ, ຫຼືມັນອາດຈະເກີດຈາກການຈັດການ wafer careless.

ການປົນເປື້ອນອະນຸພາກ

ເງິນຝາກວັດສະດຸຕົວຈິງແມ່ນປົກກະຕິແລ້ວສັງເກດເຫັນໂດຍການກວດສອບແສງສະຫວ່າງກະແຈກກະຈາຍຈາກຄວາມຜິດປົກກະຕິຂອງຫນ້າດິນ. ດັ່ງນັ້ນ, ຊື່ວິທະຍາສາດທີ່ຖືກຕ້ອງກວ່າສໍາລັບການປົນເປື້ອນຂອງອະນຸພາກແມ່ນຄວາມບົກຜ່ອງດ້ານແສງສະຫວ່າງ. ການປົນເປື້ອນຂອງອະນຸພາກສາມາດເຮັດໃຫ້ເກີດຜົນກະທົບທາງຕັນຫຼືຫນ້າກາກໃນຂະບວນການ etching ແລະ lithography.

ໃນລະຫວ່າງການເຕີບໃຫຍ່ຂອງຮູບເງົາຫຼືການຊຶມເຊື້ອ, ຮູຂຸມຂົນແລະ microvoids ຈະຖືກສ້າງຂື້ນ, ແລະຖ້າອະນຸພາກມີຂະຫນາດໃຫຍ່ແລະເປັນຕົວນໍາ, ພວກມັນກໍ່ສາມາດເຮັດໃຫ້ວົງຈອນສັ້ນ.

▲ ການສ້າງອະນຸພາກການປົນເປື້ອນ | ເຄືອຂ່າຍແຫຼ່ງຮູບພາບ

ການປົນເປື້ອນຂອງອະນຸພາກຂະຫນາດນ້ອຍສາມາດເຮັດໃຫ້ເກີດເງົາຢູ່ດ້ານ, ເຊັ່ນ: ໃນລະຫວ່າງການ photolithography. ຖ້າອະນຸພາກຂະຫນາດໃຫຍ່ຕັ້ງຢູ່ລະຫວ່າງ photomask ແລະຊັ້ນ photoresist, ພວກເຂົາສາມາດຫຼຸດຜ່ອນຄວາມລະອຽດຂອງການຕິດຕໍ່.

ນອກຈາກນັ້ນ, ພວກເຂົາສາມາດສະກັດ ions ເລັ່ງໃນລະຫວ່າງການຝັງ ion ຫຼື etching ແຫ້ງ. ອະນຸພາກຍັງອາດຈະຖືກຫຸ້ມດ້ວຍຮູບເງົາ, ດັ່ງນັ້ນມີຕໍາແລະຕໍາ. ຊັ້ນທີ່ຝາກໄວ້ຕໍ່ມາອາດຈະແຕກ ຫຼື ຕ້ານການສະສົມຢູ່ສະຖານທີ່ເຫຼົ່ານີ້, ເຊິ່ງກໍ່ໃຫ້ເກີດບັນຫາໃນລະຫວ່າງການເປີດເຜີຍ.

ການປົນເປື້ອນທາງອິນຊີ

ການປົນເປື້ອນທີ່ມີຄາບອນ, ເຊັ່ນດຽວກັນກັບໂຄງສ້າງການຜູກມັດທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບ C, ຖືກເອີ້ນວ່າການປົນເປື້ອນທາງອິນຊີ. ການປົນເປື້ອນທາງອິນຊີອາດຈະເຮັດໃຫ້ເກີດຄຸນສົມບັດ hydrophobic ທີ່ບໍ່ຄາດຄິດກ່ຽວກັບດ້ານ wafer, ເພີ່ມຄວາມຫຍາບຂອງພື້ນຜິວ, ຜະລິດຫນ້າດິນ hazy, ຂັດຂວາງການຂະຫຍາຍຕົວຂອງຊັ້ນ epitaxial, ແລະຜົນກະທົບຕໍ່ການເຮັດຄວາມສະອາດຂອງການປົນເປື້ອນຂອງໂລຫະຖ້າສິ່ງປົນເປື້ອນບໍ່ໄດ້ຖືກໂຍກຍ້າຍອອກກ່ອນ.

ການປົນເປື້ອນພື້ນຜິວດັ່ງກ່າວໂດຍທົ່ວໄປແມ່ນກວດພົບໂດຍເຄື່ອງມືເຊັ່ນ: ການດູດຊຶມຄວາມຮ້ອນ MS, X-ray photoelectron spectroscopy, ແລະ Auger electron spectroscopy.

▲ ເຄືອຂ່າຍແຫຼ່ງຮູບພາບ

ການປົນເປື້ອນອາຍແກັສແລະການປົນເປື້ອນນ້ໍາ

ໂມເລກຸນບັນຍາກາດແລະການປົນເປື້ອນຂອງນ້ໍາທີ່ມີຂະຫນາດໂມເລກຸນແມ່ນປົກກະຕິແລ້ວຈະບໍ່ຖືກໂຍກຍ້າຍອອກໂດຍເຄື່ອງກອງອາກາດທີ່ມີປະສິດຕິພາບສູງ (HEPA) ຫຼືການກັ່ນຕອງອາກາດຕ່ໍາສຸດ (ULPA). ການປົນເປື້ອນດັ່ງກ່າວມັກຈະຖືກຕິດຕາມໂດຍ ion mass spectrometry ແລະ capillary electrophoresis.

ບາງສິ່ງປົນເປື້ອນອາດຈະຂຶ້ນກັບຫຼາຍປະເພດ, ຕົວຢ່າງ, ອະນຸພາກອາດຈະປະກອບດ້ວຍວັດສະດຸອິນຊີ ຫຼືໂລຫະ, ຫຼືທັງສອງ, ດັ່ງນັ້ນການປົນເປື້ອນປະເພດນີ້ອາດຈະຖືກຈັດປະເພດເປັນປະເພດອື່ນໆ.

 

▲ ທາດປົນເປື້ອນໂມເລກຸນແກັສ | ໄອໂອນິຄອນ

ນອກຈາກນັ້ນ, ການປົນເປື້ອນຂອງ wafer ຍັງສາມາດຖືກຈັດປະເພດເປັນການປົນເປື້ອນຂອງໂມເລກຸນ, ການປົນເປື້ອນຂອງອະນຸພາກ, ແລະການປົນເປື້ອນ debris ຈາກຂະບວນການຕາມຂະຫນາດຂອງແຫຼ່ງການປົນເປື້ອນ. ຂະຫນາດຂອງອະນຸພາກປົນເປື້ອນຂະຫນາດນ້ອຍກວ່າ, ມັນມີຄວາມຫຍຸ້ງຍາກຫຼາຍທີ່ຈະເອົາອອກ. ໃນການຜະລິດອົງປະກອບເອເລັກໂຕຣນິກໃນມື້ນີ້, ຂັ້ນຕອນການເຮັດຄວາມສະອາດ wafer ກວມເອົາ 30% - 40% ຂອງຂະບວນການຜະລິດທັງຫມົດ.

 

▲ສິ່ງປົນເປື້ອນຢູ່ດ້ານຂອງ wafers ຊິລິຄອນ | ເຄືອຂ່າຍແຫຼ່ງຮູບພາບ