半导体制造领域Particle Defect的分析

一、什么是Particle Defect

颗粒缺陷（Particle Defect）是芯片制造领域最为常见的缺陷，这类缺陷一般来自于环境，缺陷的来源决定了这类缺陷的复杂度。一般情况下，这类缺陷的分析，要锁定在某一段loop，采取控制变量的方法。我个人习惯上从分布、形貌上来基本认识它们。

这种缺陷的分布是比较复杂的，没有特定的规律，可以表现为聚集态、也可以分散开，或者可以表现为“line”，也可以是“Dot”等，总之，没特定分布特征。

从形貌特征来看，我想多说一些，在这里我将缺陷分为两类，一类叫做Surface Particle，一类叫做In Film Particle。什么意思呢，surface particle就是process环境有particle落在晶圆表面，它们表现为“团簇状”，且有“尖角”；In Film Particle就是颗粒在薄膜形成的过程中，有颗粒落到晶圆上，以至于在后来薄膜形成的过程中，Particle被薄膜覆盖掉。

     图一.Surface Particle

图二.In Film Particle

二、Particle Defect是”如何造成？

总之，围绕外界环境展开分析即可，我按照分类总结了以下几点常见原因：

1）Surface Particle

Process过程中某个Chamber或者晶圆盒子掉落颗粒，或者出现“刮蹭”，导致有颗粒落到晶圆表面。

2）In Film Particle

一般薄膜部门会发生此类缺陷，可以是PVD、CVD、炉管、光刻等部门，成因为Process中，机台环境掉落Particle，或者是前驱体本身被污染等，即机台、物料两方面。例如图二，简单叙述一下成因，涂光刻胶之前，颗粒掉落/或者光阻管路有Particle。

三、遇到“Particle Defect”如何处理？

1）确定Particle Defect类型，从形貌上借助SEM进行表征（依靠经验）、成分上（借助能谱分析）；

2）锁定在某段loop内，Monitor相关机台Particle环境，并进行清理。

上述为总的分析方法，下面简述各个module的应对方法：

光刻的In Film Particle较为复杂：

1）Monitor Dry Particle主要 针对ADH Chamber，Clean ADH;

2)Monitor Wet Particle，Clean COT;

3)Check ADH后的冷板是否干净；

对于薄膜相关的In Film Particle,分析如下：

PVD、CVD、炉管等，分析 Main Process Chamber前的loop是否有掉落Particle，例如PC chamber，Buffer等是否有Particle掉落；并进行机台环境Monitor，Clean机台等。