晶圓分為無圖案晶圓(Bare Wafer)和圖案晶圓(Patterned wafer)。考慮兩種晶圓的缺陷類型的出發(fā)點有些不同。晶圓表面的缺陷類型很多,既有可能是工藝產(chǎn)生也有可能材質(zhì)本身的缺陷。采用不同的缺陷檢測方式,可能會對缺陷進行不同的劃分。綜合考慮缺陷的物理屬性和后面缺陷檢測算法的針對性,缺陷可以簡單地分為表面冗余物(顆粒,污染物等),晶體缺陷(滑移線缺陷,堆垛層錯),劃痕,圖案缺陷(針對圖案晶圓)。
晶圓表面的冗余物種類比較多,小到幾十納米的微小顆粒,大到幾百微米的灰塵,以及前一個工序留下的表面殘留物。顆粒是可能引入的工序有刻蝕、拋光、清洗等。冗余物缺陷主要來自于生產(chǎn)加工中晶圓表面的灰塵、空氣純凈度未到達標(biāo)準(zhǔn)以及加工過程中化學(xué)試劑等。這些顆粒在光刻時會遮擋光線,造成集成電路結(jié)構(gòu)上的缺陷,污染物可能會附著在晶圓表面,造成圖案的不完整,影響芯片的電氣特性。
滑移線缺陷是也是一種常見的缺陷,它是由晶體生長時的加熱不均造成的,他通常在晶圓的外圍邊緣處,形成一條條水平的細小直線。由于滑移線的尺寸相對比較大,可以通過人工觀測的形式辨認。
堆垛層錯(Stacking Fault)也是可以在外延層中發(fā)現(xiàn)的缺陷,一般是由于晶體結(jié)構(gòu)中密排面的正常堆垛順序遭到了破壞,其尺寸通常在微米級別。
機械損傷一般指晶圓表面因為拋光或者切片造成的劃痕,一般是由化學(xué)機械研磨(CMP)造成的,成弧狀,也有可能是非連續(xù)點狀分布。這種損傷有大有小,通常會影響晶圓電路的連通性,是比較嚴重地缺陷。這種缺陷是可以糾正的,有可能是機械的操作不當(dāng)。