Communiqué de presse : Un nouvel outil destiné aux sites de production pour un contrôle qualité et une analyse rapides et précis des semi-conducteurs
10 février 2023
L'analyse de l'état d'un semi-conducteur – de la plaquette de départ au dispositif final – est considérée comme une tâche réservée aux spécialistes, et il existe très peu d'outils d'analyse pouvant servir de « décideur » pour déterminer la qualité (bonne ou mauvaise) des matériaux directement en production.
Le nouvel outil de spectroscopie de phototension de surface haute résolution (HR-SPS) de Freiberg Instruments est un véritable outil de production dans la mesure où il accomplit sa tâche sans influencer la vitesse du flux de travail. Le HR-SPS vérifie les paramètres critiques pour le rendement du matériau utilisé en production, qu'il s'agisse de silicium, de carbure de silicium ou d'autres semi-conducteurs ou matériaux photoactifs.
L'outil HR-SPS mesure la réponse de phototension de surface résolue en temps du matériau lorsqu'il est excité par une ou plusieurs sources lumineuses. La ou les sources lumineuses sont choisies en fonction des propriétés électroniques du matériau et des imperfections connues de celui-ci pouvant être associées à une perte de rendement. À titre d'exemple, dans les plaquettes monocristallines de silicium, il peut exister un certain nombre d'imperfections susceptibles d'entraîner des pertes de rendement lors du traitement des dispositifs. Les plaquettes monocristallines de silicium peuvent présenter des concentrations élevées d'azote provenant du cycle de croissance du lingot ou des différentes étapes de traitement du dispositif. Les atomes d'azote peuvent former une paire de substitution dans le cristal de silicium par ailleurs parfait, et cette paire peut fortement affecter les performances des structures de grille MOS, car elle crée des états électroniques indésirables dans la plaquette de silicium. L'outil HR-SPS permet non seulement de mesurer la présence de tels défauts, mais aussi leur densité approximative. De cette manière, les variations au sein des lots de plaquettes et entre les lots peuvent être surveillées et rapportées via le protocole d'interface équipement/outil-hôte, puis utilisées à des fins de contrôle statistique des processus (SPC).
Le HR-SPS est un outil très polyvalent qui peut être configuré de nombreuses façons. Il peut être utilisé pour presque tous les matériaux photoactifs – la seule limitation actuelle est l'énergie de bande interdite, qui est limitée à 5,0 eV. La mesure de base est un signal de phototension de surface résolu en temps à la nanoseconde, avec un excellent rapport signal/bruit et une échelle de 5 à 6 ordres de grandeur. Une mesure dure environ 15 à 30 secondes, boucle d'analyse du signal comprise. Le résultat peut aller d'un simple critère de conformité/non-conformité à un rapport de mesure complet sur l'état du ou des matériaux testés. Il va sans dire que toute adaptation mécanique aux systèmes automatisés de manutention des matériaux (AMHS) conformes aux normes SEMI peut bien sûr être réalisée.