晶圆的缺陷与成因

晶圆分为无图案晶圆(Bare Wafer)和图案晶圆(Patterned wafer)。考虑两种晶圆的缺陷类型的出发点有些不同。晶圆表面的缺陷类型很多，既有可能是工艺产生也有可能材质本身的缺陷。采用不同的缺陷检测方式，可能会对缺陷进行不同的划分。综合考虑缺陷的物理属性和后面缺陷检测算法的针对性，缺陷可以简单地分为表面冗余物(颗粒，污染物等)，晶体缺陷(滑移线缺陷，堆垛层错)，划痕，图案缺陷(针对图案晶圆)。

晶圆表面的冗余物种类比较多，小到几十纳米的微小颗粒，大到几百微米的灰尘，以及前一个工序留下的表面残留物。颗粒是可能引入的工序有刻蚀、抛光、清洗等。冗余物缺陷主要来自于生产加工中晶圆表面的灰尘、空气纯净度未到达标准以及加工过程中化学试剂等。这些颗粒在光刻时会遮挡光线，造成集成电路结构上的缺陷，污染物可能会附着在晶圆表面，造成图案的不完整，影响芯片的电气特性。

滑移线缺陷是也是一种常见的缺陷，它是由晶体生长时的加热不均造成的，他通常在晶圆的外围边缘处，形成一条条水平的细小直线。由于滑移线的尺寸相对比较大，可以通过人工观测的形式辨认。

堆垛层错(Stacking Fault)也是可以在外延层中发现的缺陷，一般是由于晶体结构中密排面的正常堆垛顺序遭到了破坏，其尺寸通常在微米级别。

机械损伤一般指晶圆表面因为抛光或者切片造成的划痕，一般是由化学机械研磨(CMP)造成的，成弧状，也有可能是非连续点状分布。这种损伤有大有小，通常会影响晶圆电路的连通性，是比较严重地缺陷。这种缺陷是可以纠正的，有可能是机械的操作不当。