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06_硅片表面检验分析

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06_硅片表面检验分析

硅片表面检验分析硅片在聚光灯下目检, 要求圆片表面无明显色差、 花纹、 雾状斑块或色斑; 圆片无裂纹,边缘缺损、无沾污;圆片表面无划痕。1. 无明显色差氧化层变化容易产生色差, 如图示。氧化层 100A 的厚度变化就会在目检时看到颜色的变化,大约厚度变化 2000A,颜色就会呈现一个周期性的变化。 氧化层几十 A 的厚度变化就会使表面产生一点颜色变化,颜色变化严重时, 硅片表面会有明显的花纹。一般来说, 随着氧化层厚度的增加,颜色变化的明显性会下降,几万 A 后颜色随厚度的变化就不再明显。总厚度为一万多 A 后,二三百 A 的厚度变化已经看不出明显的颜色变化。加工工艺对色差的影响1.1 氧化如果表面有 1%以上的变化时会看出颜色变化。氧化时应表面一致,颜色一致。1.2 CVD 表面变化 4%以上时, 色差较明显。 APCVD 一般达不到无色差的要求, PECVD 、 LPCVD可以做到无色差。如果色差变化比较均匀时还可以,色差有突变时必须改进。喷头一般对色差没有影响,而表面态的影响比较大,如放射状色斑、沾污、粉尘等。表面水分含量较高时,会对表面产生影响,氧化层较薄时,会产生色差。如图示解决甩干时控制表面,禁止再落水,甩干后及时取出。腐蚀后硅片表面疏水,水会沿划片槽下流,如未能甩干,会形成一条白带,扩散后片子就报废了,如图示。解决等水静止后取出片架,稍倾斜,慢速;有水迹可冲水或者擦片。片架潮湿也易产生花纹。CVD 会复制上道工序带来的损伤,为了防止复制,可以在 CVD 前用 HF 漂洗。CVD 设备故障也会造成色差,如果喷嘴喷的过多,或者喷头气流变化,会造成硅片表面有深浅条花纹。如图示。1.3 腐蚀有些缺陷扩散后看不出来,但腐蚀后就会发现色差。如果没有腐蚀干净,或者腐蚀不均匀,出现台阶变化,也会产生色差。如图示1.4 光刻套刻时,第二次对不准,也会产生色差。如图示。对产品有影响的色差氧化不能有色差;CVD 色差不能太大,挂水(条纹色差) ;腐蚀,侵蚀。铝发黑,一般是腐蚀掉了;发黄,一般是显影液上滴水(快要甩干时) ;铝应力,会导致圈状色差,合金后会更明显,如图示。1.5 STEPPER 每次曝光都要聚焦,但由于硅面不平,焦距就会不一样, STEPPER 会根据前一步的焦距曝光,这样就会产生一个个 SHELL 区的色差,如图示,为了避免产生这类色差,扩散应避免硅片翘曲。光刻胶较厚,显影不掉,会残留铝条;光刻胶较薄,腐蚀后会产生毛边。如图示如果去胶不干净,色差太明显,会形成花纹,如图示2. 物状斑块、白雾如图示。这类缺陷一般对硅片影响较大。隔离槽有白雾,如图示渗磷区有白雾,如果已生长在硅片里面,会发蓝,发绿。氧化层表面,硅表面白雾,有一定的高度,透明,一般不易去除,已经生成了酸性化合物,可用双氧水煮去。如图示有机沾污,如果没有注意, CVD 、扩散后就不能再去除干净。多晶沾污,用 2 号液处理后,多晶会一致,无白雾。铝表面白雾, Al-Si 表面,较粗,色斑,类似白雾, APCVD 如果表面有水珠,就会产生色斑,如图示解决在 80 度时烘,并使气体流动,使表面均匀,都含水或者都不含水,可避免色斑。3. 沾污3.1 手引起的3.2 CVD 粉尘 可擦片去除3.3 湿法腐蚀( NH3 ) F 不能有结晶,结晶不易去除,用时提前一天一夜放到净化间里,或者过虑去除结晶。3.4 磷污染扩散时高温后才能看清。局部颜色发黑,腐蚀后发白。3.5 水沾污水汽在炉管蒸发后留下来的,多出了不该有的东西。拿湿、干片架时应换手套,避免手带入水沾污。4. 水雾很少的水分稀释在硅片表面,显微镜下明场时看不见,暗场时可见。环境湿度小于 40%时,由于片架、片盒内水分挥发而产生的,应保持片盒、片架干燥。环境湿度太大时也容易产生水雾。涂胶挥发后,硅片变凉,如果环境湿度过大,硅片吸水产生的水雾难于去除。光刻胶涂布后,产生蝌蚪状的缺陷,一般是由于环境湿度过低光刻胶脱水而产生的。5. 其他铝条缺损、多铝光刻胶厚薄会对刻蚀产生较大的影响,如果光刻胶较薄,会产生过刻蚀,铝条变细。侵蚀聚光灯下可见花纹。

注意事项

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