Apakah kecacatan zarah?

Kecacatan zarah merujuk kepada kemasukan zarah kecil di dalam atau pada wafer semikonduktor. Ia boleh merosakkan integriti struktur peranti semikonduktor dan menyebabkan kerosakan elektrik seperti litar pintas dan litar terbuka. Oleh kerana masalah yang disebabkan oleh kecacatan zarah ini boleh menjejaskan kebolehpercayaan jangka panjang peranti semikonduktor, kecacatan zarah mesti dikawal dengan ketat dalam pembuatan semikonduktor.

Mengikut kedudukan dan ciri mereka, kecacatan zarah boleh dibahagikan kepada dua kategori utama: zarah permukaan dan zarah dalam filem. Zarah permukaan merujuk kepada zarah yang jatuh padawaferpermukaan dalam persekitaran proses, biasanya muncul sebagai kelompok dengan sudut tajam. Zarah dalam filem merujuk kepada zarah yang jatuh ke dalam wafer semasa proses pembentukan filem dan dilindungi oleh filem berikutnya, dengan kecacatan tertanam dalam lapisan filem.

Bagaimanakah kecacatan zarah dihasilkan?

Penjanaan kecacatan zarah disebabkan oleh pelbagai faktor. Semasa proses pembuatan wafer, tegasan haba yang disebabkan oleh perubahan suhu dan tegasan mekanikal yang terhasil daripada pengendalian, pemprosesan dan rawatan haba wafer boleh menyebabkan rekahan permukaan atau penumpahan bahan padawafer, yang merupakan salah satu sebab utama kecacatan zarah. Kakisan kimia yang disebabkan oleh reagen tindak balas dan gas tindak balas adalah satu lagi punca utama kecacatan zarah. Semasa proses kakisan, produk atau kekotoran yang tidak diingini dihasilkan dan melekat pada permukaan wafer untuk membentuk kecacatan zarah. Sebagai tambahan kepada dua faktor utama yang disebutkan di atas, kekotoran dalam bahan mentah, pencemaran dalaman peralatan, habuk persekitaran dan ralat operasi juga merupakan sebab biasa kecacatan zarah.

Bagaimana untuk mengesan dan mengawal kecacatan zarah？

Pengesanan kecacatan zarah terutamanya bergantung pada teknologi mikroskopi ketepatan tinggi. Mengimbas mikroskop elektron (SEM) telah menjadi alat teras untuk pengesanan kecacatan kerana resolusi tinggi dan keupayaan pengimejan, yang mampu mendedahkan morfologi, saiz dan pengedaran zarah kecil. Mikroskopi daya atom (AFM) memetakan topografi permukaan tiga dimensi dengan mengesan daya interatomik dan mempunyai ketepatan yang sangat tinggi dalam pengesanan kecacatan skala nano. Mikroskop optik digunakan untuk pemeriksaan cepat kecacatan yang lebih besar.

Untuk mengawal kecacatan zarah, pelbagai langkah perlu diambil.

1. Kawal parameter dengan tepat seperti kadar etsa, ketebalan pemendapan, suhu dan tekanan.

2.Gunakan bahan mentah berketulenan tinggi untuk fabrikasi wafer semikonduktor.

3.Mengguna pakai peralatan berketepatan tinggi dan kestabilan tinggi dan menjalankan penyelenggaraan dan pembersihan yang kerap.

4. Meningkatkan kemahiran pengendali melalui latihan khusus, menyeragamkan amalan operasi, dan mengukuhkan pemantauan dan pengurusan proses.

Ia adalah perlu untuk menganalisis secara menyeluruh punca kecacatan zarah, mengenal pasti titik pencemaran dan mengambil penyelesaian yang disasarkan untuk mengurangkan kejadian kecacatan zarah dengan berkesan.