Исследование нитрида кремния и оксида кремния

Для проверки возможности исследования на установке Surfscan 6220 слоёв нитрида кремния и оксида кремния руководством НЗПП было выделено девять пластин.

Чтобы создать на подложке необходимые слои, был разработан сопроводительный лист, представленный в приложении A.

Выбранные параметры рецепта представлены на рисунке 4.1. Диаметр пластины, в соответствии с заданием, 100 мм. Пограничное исключение (Edge Exclusion) — 5 мм., так как пятимиллиметровая зона по краю пластины контролю не подлежит. Параметр усиления (Gain) выставлен на 3, так как при этом диапазон обнаруживаемых частиц на поверхности пластины совпадает с диапазоном, обнаруживаемым оптическим микроскопом. Тип кассеты — Vad100 (откалиброванный ранее). Остальные параметры настроены по умолчанию.

Сканирование не отмытых пластин. Данная операция не включена в сопроводительный лист. Характеристики пластин: диаметр 100мм., ориентация (100), толщина подложки 460 мкм., легирующая примесь подложки — сурьма, толщина эпитаксиального слоя — 4,5мкм., легирующая примесь эпитаксиального слоя — фосфор.

Количество дефектов на поверхности превысило ограничение, обусловленное вычислительной мощностью компьютера.

Операция №5. На этой операции сканировались отмытые кремниевые подложки без дополнительных слоёв. Их характеристики: диаметр 100мм., ориентация (100), толщина подложки 460 мкм., легирующая примесь подложки — сурьма, толщина эпитаксиального слоя 4,5мкм., легирующая примесь эпитаксиального слоя — фосфор. Результаты представлены в таблице 6.1.

LPD — сумма точечных дефектов (3 столбца следом – распределение по диаметрам). Q_lpd — количество точечных дефектов на см². Area/S_a — количество площадей/суммарная площадь. Царапины/длина — количество царапин/их длина. Средний диаметр — средний диаметр точечных дефектов (LPD). Ʃ — суммарное количество дефектов.

Таблица 6.1 — Результаты пятой операции

№ об-раз-ца	LPD	0.77-0.9	0.9-1.2	1.2-7.7	q_lpd 1/см²	Area/S_aмм²	Царапины/длина мм	Средний диаметр, мм	Ʃ
					10.7	76/2.57	1/ 1.03	1.67
					2.83	24/1.1	3/ 4.68	1.73
					1.74	16/0.997	1/1.26	1.74
					1.71	20/0.883	0/0	1.66
					1.07	23/1.05	0/0	1.86
					1.23	31/2.05	0/0	1.85
					2.07	24/0.79	0/0	1.81
					2.34	31/2.24	4/5.26	1.83
					1.68	21/0.961	0.0	1.64

В результате отмывки количество дефектов, обнаруженных Surfscan, уменьшилось в десятки раз по сравнению с предыдущим сканированием, за исключением пластины №1 (рисунок 6.1), при сканировании находившейся сверху кассеты. Количество дефектов на всех пластинах одного порядка.

На экране после сканирования пластины установка отображает карту распределения дефектов по поверхности пластины, гистограмму распределения дефектов по диаметрам сечения и счётчики дефектов.

Рисунок 6.1 — Результат сканирования пластины №1 после отмывки

Операция №8. В данной операции сканировался слой оксида кремния толщиной 0,4 мкм. Результаты представлены в таблице 6.2 и на рисунке 6.2

Таблица 6.2 — Результаты восьмой операции

№ об-раз-ца	LPD	0.77-0.9	0.9-1.2	1.2-7.7	q_lpd 1/см²	Area/S_aмм²	Царапины/длина мм	Средний диаметр, мм	Ʃ
					2,69	82/4.35	0/0	2.7
					2.72	44/1.3	0/ 0	2.38
					2.86	56/1.56	0.0	2.46
					3.25	114/3.35	0/0	2.66
					2.94	97/4.76	2/4.2	2.58
					2.18	55/1.86	1/1.46	3.02
					2.07	32/0.92	0/0	2.28
					5.15	41/1.01	0.0	1.88
					4.23	98/2.39	1/1.46	2.87

Количество дефектов увеличилось незначительно.

Рисунок 6.2 — Результаты сканирования подложки с оксидом кремния

Операция №27. В данной операции проводилось сканирование трёх пластин с нанесённой плёнкой нитрида кремния толщиной 0,2 мкм. Результаты операции представлены в таблице 6.3 и на рисунке 6.3.

Таблица 6.3 — Результаты двадцать седьмой операции

№ об-раз-ца	LPD	0.77-0.9	0.9-1.2	1.2-7.7	q_lpd 1/см²	Area/S_a мм²	Царапины/длина мм	Средний диаметр, мм	Ʃ
					83.5	490/133	3/4.29	1.45
					67.0	450/178	17/32.2	1.57
					66.1	424/156	8/16.3	1.54