Wafer-Defekte und Ursachen

Wafer werden in nackte Wafer und strukturierte Wafer unterteilt, wie in Abbildung 6 dargestellt. Die Ausgangspunkte für die Berücksichtigung der Defekttypen der beiden Wafertypen sind etwas unterschiedlich. Es gibt viele Arten von Defekten auf der Oberfläche des Wafers, die durch den Prozess oder Defekte im Material selbst verursacht werden können. Verschiedene Fehlererkennungsmethoden können verwendet werden, um Fehler unterschiedlich zu unterteilen. Unter Berücksichtigung der physikalischen Eigenschaften der Defekte und der Relevanz des nachfolgenden Defekterkennungsalgorithmus können die Defekte einfach in Oberflächenredundanzen (Partikel, Verunreinigungen usw.), Kristalldefekte (Gleitliniendefekte, Stapelfehler), Kratzer und Muster unterteilt werden Defekte (für gemusterte Wafer).
Oberflächenredundanzen
Es gibt viele Arten von Redundanzen auf der Oberfläche des Wafers, die von winzigen Partikeln mit einer Größe von mehreren zehn Nanometern bis hin zu Staub mit einer Größe von Hunderten von Mikrometern sowie Oberflächenrückständen reichen, die vom vorherigen Prozess zurückgeblieben sind. Bei Prozessen wie Ätzen, Polieren und Reinigen können Partikel eingebracht werden. Redundante Defekte entstehen hauptsächlich durch Staub auf der Oberfläche des Wafers während der Produktion und Verarbeitung, durch Luftreinheit, die nicht dem Standard entspricht, und durch chemische Reagenzien während der Verarbeitung. Diese Partikel blockieren das Licht während der Fotolithographie und verursachen Defekte in der Struktur des integrierten Schaltkreises. Verunreinigungen können an der Oberfläche des Wafers haften, was zu unvollständigen Mustern führt und die elektrischen Eigenschaften des Chips beeinträchtigt, wie in Abbildung 7 dargestellt.
Kristallfehler
Auch Slip-Line-Defekte sind ein häufiger Defekt. Sie werden durch ungleichmäßige Erwärmung während des Kristallwachstums verursacht. Sie bilden normalerweise horizontale dünne gerade Linien am äußeren Rand des Wafers. Da die Gleitlinie relativ groß ist, kann sie durch manuelle Beobachtung identifiziert werden.
Stapelfehler sind ebenfalls Defekte, die in Epitaxieschichten vorkommen können. Sie werden im Allgemeinen durch die Zerstörung der normalen Stapelordnung dicht gepackter Ebenen in der Kristallstruktur verursacht. Ihre Größe liegt normalerweise im Mikrometerbereich.
Mechanischer Schaden
Unter mechanischen Schäden versteht man im Allgemeinen Kratzer auf der Oberfläche des Wafers, die durch Polieren oder Schneiden entstehen. Er wird im Allgemeinen durch chemisch-mechanisches Polieren (CMP) verursacht und ist bogenförmig oder kann in einer diskontinuierlichen Punktform verteilt sein, wie in Abbildung 10 dargestellt. Dieser Schaden kann groß oder klein sein und beeinträchtigt normalerweise die Konnektivität des Wafer-Schaltkreises. Es handelt sich um einen schwerwiegenderen Mangel. Dieser Defekt kann behoben werden und kann durch unsachgemäße mechanische Bedienung verursacht werden.