Page 80 - Zur Reinheit funktionaler Oberflächen

frei. Aufladungsmessungen am Anfang bzw. am Ende des
Teflon-Wafercarrier Rinser-Dryer-Prozesses zeigten keinerlei Aufladung sowohl der
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++ Gate- Scheiben als auch der PTFE-Kassette. Erst bei einer Prozess-
- ++ Aluminium oxide
Isolation --- ESD- Pause während des Wasser-Spülens konnte eine hohe Potenti-
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- Ereignis aldifferenz von ca. 10 kV zwischen Wafer-Kassette und Scheibe
- Siliziumwafer gemessen werden. Die Kassette lud sich durch das Spülen
- mit Reinstwasser auf und genau dort lag die Ursache für die
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Gate-Oxide-Schädigung.
Abb. 8 Schema Gate-Oxyd-Schädigung
Abb. 8 zeigt schematisch das ESD-Ereignis: Der Wafercarrier
hat an einem Ende eine ausgeprägte Endplatte. Der betroffene
Wafer war stets derjenige, der dieser Platte am nächsten stand
(5 mm Abstand). Zwischen dem Wafer und dieser Platte baute
sich ein Spannungsgefälle von 10 – 15 kV auf. Eine Ladungs-
Trennung durch Influenz (Antenneneffekt) schädigt das sehr
dünne Gate-Oxyd.
Mögliche korrektive Maßnahmen zur Vermeidung dieses Gate-
Oxide-Problems wären:
1. Dummy-Scheiben auf Position 25. Zusätzliches Handling
und extra Rinseprozess.
2. Einsatz von leitfähigen Carriern im Rinserdryer; nur bei
H O-Spülung möglich.
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3. Tefloncarrier (nicht leitfähig), mit 26 slots.
Dummywaver auf Position 26 → ESD-Abschirmung.
Maßnahme drei ist vielleicht die eleganteste. Eine Wafer-
Kassette mit 26 Slots war standardgemäß am Markt erhältlich.
In Slot 26 wurde dabei ein fester Wafer installiert, der das
elektrostatische Feld der Teflonhorde abschirmte.

Gravierende Probleme entstehen dann, wenn die Fertigungs-
Anlagen infolge von ESD-Ereignissen ausfallen oder Verände-
rungen der Programmabläufe auftreten. Und hier zeigt sich
die dritte Auswirkung elektrischer Ladungen: EMI. Die Abkür-
zung EMI steht für elektro-magnetischer Impuls und entsteht
durch schnelle Entladungen oder Ladungs-Änderungen. Solche
Impulse können die Funktion von Mikroprozessoren beein-
trächtigen und Computer zum Absturz bringen. Dieses Phäno-
men erklärt z. B. das Handyverbot in Flugzeugen und auch in
einigen Halbleiter-Fabriken.

Beispiel 5: In einer Halbleiter-Produktion hat eine Entladung
(ESD) zu einer Anlagen-Störung geführt. Der Wafercarrier-
Indexer eines Partikel-Messgerätes war nicht geerdet. Die
Wafer und Carrier wurden beim Aufsetzen auf den Indexer bis
zu 2 kV aufgeladen. Während des Kontakts Wafer/Waferhand-
ler wurde ein ESD-Ereignis festgestellt (EMI). Pro Schicht war
dann das Partikel-Messgerät für einige Minuten down (reset).
Durch eine Erdung des Carrier-Indexers wurde dieses Problem
beseitigt.

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