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Système VPDLe système VPD de Nice-Tech constitue un outil d'inspection essentiel pour le contrôle de la contamination des métaux traces dans les semi-conducteurs, spécialement conçu pour augmenter la sensibilité de détection pour la fabrication de...Voir plus
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Le système VPD (Vapor Phase Decomposition) est un outil de détection essentiel pour contrôler la contamination par les métaux traces dans la fabrication de semi-conducteurs. Il utilise une combinaison de décomposition chimique en phase vapeur et de spectrométrie de masse à haute-sensibilité pour obtenir une détection et une surveillance précises de la contamination par des métaux ultra-traces sur les surfaces des plaquettes.
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Catégorie |
Système VPD |
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Compatibilité des plaquettes |
8 pouces, 12 pouces (natif) ; 6 pouces (en option, via des plateaux dédiés) |
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Limite de détection (avec ICP-MS/MS) |
10⁵-10⁸ atomes/cm²; couvre les éléments 7Li à 238U |
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Flux de travail du processus |
Décomposition en phase vapeur → Numérisation de gouttelettes de précision → Collecte de contaminants |
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Temps de traitement-complet des plaquettes |
Inférieur ou égal à 60 secondes (buse à balayage radial rapide-) |
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Modes d'échantillonnage |
Plaquette-complète, zonale, annulaire ; prend en charge la collecte de zones de bord/biseau |
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Milieu de décomposition |
Vapeur HF de haute-pureté (concentration et débit contrôlables) |
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Outils d'analyse compatibles |
ICP-MS, ICP-MS/MS, TXRF |
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Protocole d'automatisation |
Prend en charge SECS-GEM ; intégrable dans les lignes de production automatisées de semi-conducteurs |
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Conformité de l'industrie |
Conforme aux normes SEMI |
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Types de plaquettes applicables |
Plaquettes nues, tranches à motifs, tranches à couche d'oxyde épaisse, tranches à nouveaux matériaux |
Limite de détection ultra-faible :
Capable de détecter des concentrations de contamination métallique aussi faibles que 1 × 10⁸ atomes/cm² (équivalent à la localisation précise d'un seul grain de sable dans une piscine standard), avec une sensibilité de 1 à 2 ordres de grandeur supérieure à celle des méthodes traditionnelles (telles que TXRF).
Couverture élémentaire complète :
Prend en charge l'analyse simultanée de plus de 70 éléments, du lithium (Li) à l'uranium (U), couvrant les principaux contaminants préoccupants dans l'industrie des semi-conducteurs.
Tests non-destructifs :
Évite la contamination introduite par le broyage mécanique via la gravure chimique en vapeur, garantissant ainsi l'exactitude des résultats des tests.
Échantillonnage flexible :
Prend en charge les méthodes d'échantillonnage structuré telles que l'analyse complète, l'analyse régionale et l'analyse annulaire, s'adaptant aux différentes exigences du processus.
Forte capacité anti-interférence :
La technologie de cellule de réaction de collision (CRC) d'ICP-MS/MS élimine les interférences de la spectrométrie de masse, distinguant avec précision les isotopes ayant le même numéro de masse (par exemple, ⁵²Cr et ⁴⁰Ar¹²C).
Applications du système VPD
Inspection des matières premières :
Test de la teneur en impuretés métalliques des plaquettes de silicium à leur arrivée pour garantir la pureté des matériaux de base.
-Surveillance des processus front-end :
Surveillance du niveau de contamination métallique sur la surface de la tranche après des processus tels que l'oxydation, la diffusion et la gravure pour empêcher la propagation de la contamination.
Analyse d'implantation ionique :
Évaluation des impuretés métalliques introduites lors du processus d'implantation ionique et optimisation de l'uniformité du dopage.
Test du produit fini :
Effectuer une analyse de contamination métallique sur le produit final pour garantir le rendement et la fiabilité.
Technologie du système VPD
Décomposition en phase vapeur- :
La tranche est placée dans un environnement de vapeur HF pour décomposer la couche d'oxyde de surface (telle que SiO₂), exposant et déposant des contaminants métalliques (tels que Fe, Cu, Na, etc.) sur la surface de la tranche.
Analyse des gouttelettes :
Un petit volume de liquide de balayage (tel qu'une solution acide diluée) est roulé sur la surface de la plaquette pour collecter les contaminants métalliques dissous, formant ainsi une solution enrichie.
Analyse par spectrométrie de masse :
La solution enrichie est transférée vers un ICP-MS (Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometer) ou ICP-MS/MS (Tandem Mass Spectrometer) pour l'analyse quantitative des métaux traces ultra-.
Contrôle de l'environnement d'exploitation du système VPD
Exigences de classe de salle blanche :Le système VPD-ICP-MS nécessite un environnement extrêmement propre, fonctionnant généralement dans un environnement ultra propre de classe 100 ou localisé de classe 10. Si la propreté de l'environnement est insuffisante (par exemple, salle blanche de classe 1000 ou 10000), les résultats des tests sont facilement affectés par les particules de métaux légers telles que le sodium, le magnésium et le calcium présents dans l'air, entraînant une augmentation des valeurs de fond et une dégradation des limites de détection.
Gestion de la température et de l'humidité :L'environnement d'exploitation doit maintenir une température (22 ± 2 degrés) et une humidité constantes (45 % ± 5 % d'humidité relative) pour empêcher l'humidité ou les particules de s'adsorber sur la surface de la tranche, affectant ainsi l'efficacité de décomposition en phase gazeuse. Par exemple, une humidité élevée peut entraîner une condensation inégale de la vapeur de HF, entraînant une décomposition incomplète de la couche d'oxyde.
Exemples de spécifications de pré-traitement du système VPD
Nettoyage et prétraitement des plaquettes :
Les plaquettes doivent subir les processus de nettoyage standards SC1 (ammoniac + peroxyde d’hydrogène + eau ultra pure) et SC2 (acide chlorhydrique + peroxyde d’hydrogène + eau ultra pure) pour éliminer la matière organique de surface et les particules métalliques.
Après nettoyage, les plaquettes doivent être rincées trois fois avec de l'eau ultrapure, immédiatement séchées avec un pistolet à azote, puis transférées dans la chambre VPD pour éviter toute contamination secondaire.
Points clés du fonctionnement de la chambre VPD :
Temps d'exposition à la vapeur HF :Cela doit être ajusté en fonction de l'épaisseur de la couche d'oxyde de la tranche (par exemple, la couche d'oxyde naturel mesure environ 0,25 nm, la couche d'oxyde thermique peut atteindre 100 nm), généralement 5 à 15 minutes. Un temps insuffisant entraînera une décomposition incomplète, tandis qu'un temps excessif pourrait corroder le substrat de silicium.
Sélection de la solution de numérisation :Une solution d’acide nitrique diluée à 1 % est recommandée en raison de son taux de dissolution élevé des métaux et de sa faible valeur de fond. Les réactifs contenant du sodium et du potassium doivent être évités pour éviter toute interférence.
FAQ
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