Page 78 - Zur Reinheit funktionaler Oberflächen

5.2.1 Elektrische Ladungen im Beispiel 1: Wie bereits erwähnt, sind besonders im Bereich der
Fertigungs-Prozess nass-chemischen Reinigungsprozesse oftmals Teflon-Kassetten
im Einsatz. Diese Kassetten werden in speziellen Horden-
Lagerplätzen in unmittelbarer Nähe der Reinigungsanlagen
aufbewahrt. Durch die geringe Luftfeuchte und die laminare
Luftströmung laden sich die Kassetten bis zu einem Potential
von 20.000 Volt auf und ziehen somit Partikel an. Dabei ist der
Mensch, der im Bereich dieser Kassetten arbeitet die größte
Partikelquelle. Von der Kassetten-Oberfläche werden die Parti-
kel dann während des nachfolgenden Reinigungs-Prozesses in
die Flüssigkeit abgegeben, wodurch es wiederum zur Kontami-
nation der Wafer kommt.

Zur Verhinderung solcher Aufladungen werden von mehreren
Ionisator aus Oberfl.-Spannung 3,5 kV
30 Herstellern Luftionisatoren angeboten. Es sind verschiedene
Typen von Ionisatoren erhältlich. In einer Halbleiterfabrik
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Anzahl der Partikel 20 Pos. 1 müssen solche Ionisatoren nicht flächendeckend montiert sein,
sondern lediglich dort, wo unerwünschte Ladungen festgestellt
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werden. Diese Systeme können sowohl unter der Filterdecke,
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innerhalb von Minienvironments oder direkt im Halbleiter-
Pos. 25
0 5 Pos. 13 Equipment installiert werden.
0.20 0.25 0.50 Area Cnt Sonderfälle gibt es in Stickstoff-Leitungen, bei Trocknungs-
Partikelgröße in µm
Anlagen, oder Ionisatoren mit Ventilator-Ausführung, bei
Ionisator aus Oberfl.-Spannung 0,1 kV denen keine Luftströmung zum Ionentransport zur Verfügung
30 steht.
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Anzahl der Partikel 20 Pos. 1 Dass solche Systeme funktionieren, zeigt Abb. 2. Die Partikel-
Kontamination der Kassetten wird indirekt mit Hilfe von drei
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Siliziumscheiben gemessen, welche in diesen Kassetten an drei
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Der Einfluss von Luftionisatoren auf die Partikel-Kontamination
Pos. 25
0 5 Pos. 13 Positionen (1, 13 und 25) 24 Stunden lang gelagert werden.
ist durch die gewählte Anordnung deutlich messbar. Insbeson-
0.20 0.25 0.50 Area Cnt
Partikelgröße in µm dere die Anzahl von Partikeln > 2 μm, also echter Killerparti-
kel, sind bei eingeschaltetem Ionisator deutlich reduziert. Als
Abb. 2 Einfluss von Luftionisatoren auf die Partikel- Ergebnis lässt sich feststellen: Ionisationssysteme welche über
Kontamination (AreaCount = Partikel > 2 μm) den Kassetten-Lagerplätzen der Reinigungs-Prozesse montiert
sind, reduzieren die Partikel-Kontamination deutlich.
Beispiel 2: Eine weitere Partikelquelle, welche durch den
4000 Einbau eines Ionisators beseitigt wurde, zeigt Abb. 3. Bei
Aufladung (V) -2000 0 einem Vertikal-Diffusionsofen treten auf der Scheiben-Ober-
2000
fläche immer wieder Domänen hoher Partikelkonzentration
-4000 auf. Die Ursache hierfür wurde im Rahmen der Defekt-Analyse
entdeckt: Elektrostatische Aufladung der Scheiben. Der
250 500 750 1000 1250 1500 1750 2000
Waferhandler, welcher die Scheiben aus der Kassette entnimmt
Zeit (s) und in das Quarzboot befördert war in diesem Falle nicht-
leitend ausgeführt. Durch die Reibung zwischen Waferhandler
Abb. 3 Aufladung des Quarzbootes beim Beladen der
Testwafer, ohne Ionisation. (Auf diesem Quarzboot haben und Scheiben-Rückseite entsteht eine Ladung, welche beim
bis zu 100 Wafer Platz, die Beladung dauert ca. 2000 s. Abgeben des Wafers an das Quarzboot weitergegeben wird.
Es wurden Testwafer mit unterschiedlicher Rückseiten-Be-
schaffenheit auf ein Boot geladen. Durch die Reibung mit Bei einer Prüfsequenz mit 100 Scheiben konnten in Abhängig-
dem Waferhandler entstehen dann postive, negative oder
eben keine Aufladungen.) keit von der Waferbeschaffenheit der Rückseiten (Poly–Sili-

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