Cacat partikel mengacu pada inklusi partikulat kecil di dalam atau pada wafer semikonduktor. Mereka dapat merusak integritas struktural perangkat semikonduktor dan menyebabkan gangguan listrik seperti korsleting dan sirkuit terbuka. Karena masalah yang disebabkan oleh cacat partikel ini dapat berdampak serius pada keandalan perangkat semikonduktor dalam jangka panjang, cacat partikel harus dikontrol secara ketat dalam pembuatan semikonduktor.
Berdasarkan posisi dan karakteristiknya, cacat partikel dapat dibagi menjadi dua kategori besar: partikel permukaan dan partikel dalam film. Partikel permukaan mengacu pada partikel yang jatuh di ataskuekue waferpermukaan di lingkungan proses, biasanya muncul sebagai cluster dengan sudut tajam. Partikel dalam film mengacu pada partikel yang jatuh ke dalam wafer selama proses pembentukan film dan ditutupi oleh film berikutnya, dengan cacat yang tertanam di dalam lapisan film.
Bagaimana cacat partikel dihasilkan?
Timbulnya cacat partikel disebabkan oleh banyak faktor. Selama proses pembuatan wafer, tekanan termal yang disebabkan oleh perubahan suhu dan tekanan mekanis akibat penanganan, pemrosesan, dan perlakuan panas wafer dapat menyebabkan retakan permukaan atau pelepasan material pada wafer.wafer, yang merupakan salah satu penyebab utama cacat partikel. Korosi kimia yang disebabkan oleh reagen reaksi dan gas reaksi merupakan penyebab utama cacat partikel. Selama proses korosi, produk atau kotoran yang tidak diinginkan dihasilkan dan menempel pada permukaan wafer membentuk cacat partikel. Selain dua faktor utama yang disebutkan di atas, kotoran pada bahan mentah, kontaminasi internal peralatan, debu lingkungan, dan kesalahan operasional juga merupakan penyebab umum terjadinya cacat partikel.
Cara mendeteksi dan mengendalikan cacat partikel?
Deteksi cacat partikel terutama bergantung pada teknologi mikroskop presisi tinggi. Pemindaian mikroskop elektron (SEM) telah menjadi alat inti untuk mendeteksi cacat karena kemampuan resolusi dan pencitraannya yang tinggi, yang mampu mengungkap morfologi, ukuran, dan distribusi partikel kecil. Mikroskop gaya atom (AFM) memetakan topografi permukaan tiga dimensi dengan mendeteksi gaya antar atom dan memiliki presisi yang sangat tinggi dalam deteksi cacat skala nano. Mikroskop optik digunakan untuk menyaring cacat yang lebih besar dengan cepat.
Untuk mengendalikan cacat partikel, berbagai tindakan perlu diambil.
1. Kontrol parameter secara tepat seperti laju etsa, ketebalan deposisi, suhu dan tekanan.
2.Gunakan bahan baku dengan kemurnian tinggi untuk fabrikasi wafer semikonduktor.
3.Mengadopsi peralatan presisi tinggi dan stabilitas tinggi serta melakukan perawatan dan pembersihan rutin.
4.Meningkatkan keterampilan operator melalui pelatihan khusus, standarisasi praktik operasional, dan memperkuat pemantauan dan manajemen proses.
Penting untuk menganalisis secara komprehensif penyebab cacat partikel, mengidentifikasi titik kontaminasi dan mengambil solusi yang ditargetkan untuk secara efektif mengurangi kejadian cacat partikel.