Mitkä ovat hiukkasten viat?

Hiukkasvirheet viittaavat pieniin hiukkassulkeutumiin puolijohdekiekkojen sisällä tai pinnalla. Ne voivat vahingoittaa puolijohdelaitteiden rakenteellista eheyttä ja aiheuttaa sähkövikoja, kuten oikosulkuja ja avointa virtapiiriä. Koska nämä hiukkasvioista johtuvat ongelmat voivat vaikuttaa vakavasti puolijohdelaitteiden luotettavuuteen pitkällä aikavälillä, puolijohdevalmistuksessa on hiukkasvaurioita valvottava tiukasti.

Paikkojensa ja ominaisuuksiensa mukaan hiukkasvirheet voidaan jakaa kahteen pääluokkaan: pintahiukkasiin ja kalvon sisäisiin hiukkasiin. Pintahiukkasilla tarkoitetaan hiukkasia, jotka putoavat pintaanvohvelipinta prosessiympäristössä, yleensä klustereina, joissa on terävät kulmat. Kalvon sisäisillä hiukkasilla tarkoitetaan hiukkasia, jotka putoavat kiekkoon kalvonmuodostusprosessin aikana ja jotka peittyvät myöhemmillä kalvoilla, ja vikoja on upotettu kalvokerrokseen.

Miten hiukkasvirheitä syntyy?

Hiukkasvikojen syntyminen johtuu useista tekijöistä. Kiekkojen valmistusprosessin aikana lämpötilan muutoksista ja kiekkojen käsittelystä, prosessoinnista ja lämpökäsittelystä aiheutuva mekaaninen rasitus voi johtaa pinnan halkeamiin tai materiaalin irtoamiseen.vohveleita, joka on yksi tärkeimmistä hiukkasvirheiden syistä. Reaktioreagenssien ja reaktiokaasujen aiheuttama kemiallinen korroosio on toinen pääasiallinen syy hiukkasvaurioihin. Korroosioprosessin aikana syntyy ei-toivottuja tuotteita tai epäpuhtauksia, jotka kiinnittyvät kiekon pintaan muodostaen hiukkasvikoja. Kahden edellä mainitun päätekijän lisäksi myös raaka-aineiden epäpuhtaudet, laitteiden sisäinen saastuminen, ympäristöpöly ja käyttövirheet ovat yleisiä hiukkasvirheiden syitä.

Kuinka havaita ja hallita hiukkasviat?

Hiukkasvikojen havaitseminen perustuu pääasiassa korkean tarkkuuden mikroskopiatekniikkaan. Pyyhkäisyelektronimikroskoopista (SEM) on tullut keskeinen työkalu vikojen havaitsemiseen sen korkean resoluution ja kuvantamisominaisuuksien ansiosta, sillä se pystyy paljastamaan pienten hiukkasten morfologian, koon ja jakautumisen. Atomivoimamikroskopia (AFM) kartoittaa kolmiulotteisen pinnan topografian havaitsemalla atomien välisiä voimia ja sillä on erittäin suuri tarkkuus nanomittakaavaisten vikojen havaitsemisessa. Optisia mikroskooppeja käytetään suurempien vikojen nopeaan seulomiseen.

Hiukkasten vikojen hallitsemiseksi on toteutettava useita toimenpiteitä.

1. Ohjaa tarkasti parametreja, kuten etsausnopeutta, kerrostuksen paksuutta, lämpötilaa ja painetta.

2. Käytä erittäin puhtaita raaka-aineita puolijohdekiekkojen valmistukseen.

3. Ota käyttöön erittäin tarkkoja ja vakavia laitteita ja suorita säännöllinen huolto ja puhdistus.

4. Paranna käyttäjien taitoja erikoiskoulutuksen avulla, standardoi toimintatapoja ja vahvista prosessien seurantaa ja hallintaa.

On välttämätöntä analysoida kokonaisvaltaisesti hiukkasvikojen syyt, tunnistaa kontaminaatiopisteet ja tehdä kohdennettuja ratkaisuja hiukkasvikojen vähentämiseksi tehokkaasti.