半導體外延爐可能遇到的問題主要包括設備運行不正常、工藝參數波動和產品缺陷等,具體可以分為以下三類:
1.設備異常運行。
溫度控制故障:升溫或降溫速率異常、溫度均勻性波動,可能導致外延層的厚度和摻雜濃度不均。
氣流系統問題:如果進氣方向混亂或氣流分配不均,會對外延膜的質量產生影響,表現為表面粗糙度增大或缺陷密度增加。
2.工藝參數的波動
摻雜濃度的波動:摻雜氣體的流量不穩定會導致芯片內部的摻雜濃度不均勻性超過5%,從而影響器件的性能。
生長速率異常:反應室的壓力或溫度異常可能導致生長速率波動超過2%,從而使外延層的厚度超出標準范圍。
產品缺陷
表面缺陷:如黑斑、白絲等異常現象可能出現在外延片的背面邊緣,需要通過清洗和檢測來區分是加工過程中產生的缺陷還是原材料本身的缺陷。
致命缺陷:大尺寸外延片(例如8英寸)可能出現超過0.3顆/cm2的致命缺陷密度,因此需要優化工藝參數以降低缺陷率。