在半导体制造领域，Belljar（钟罩）是蚀刻（ETCH）设备中的关键部件，主要用于提供稳定的工艺环境并保护蚀刻过程中免受污染。近期，我们聚焦于Belljar内壁白色磨砂区域的失效问题展开了深入分析，下面将分享这个失效案例的详细情况。

一、失效现象

Belljar内壁出现了白色印迹，呈现出磨砂样外观。这一异常现象可能会对相关工艺的稳定性和产品质量产生潜在影响，因此我们迅速启动了失效分析程序。

二、失效分析策略

为了精准找出问题根源，我们采用了适当的分析手段：切取白色磨砂部位和正常的透明部位样片，分别进行SEM- EDX分析和FTIR分析 。通过这两种分析方法来从不同角度剖析样片成分与结构。

SEM - EDX分析结果：

通过SEM - EDX分析发现，白色部位表面为Si或者SiO₂沉积物，且含有少量C沉积物大部分为中空球形结构。这初步揭示了白色磨砂区域物质组成的部分特征。

FTIR分析结果：

FTIR分析进一步明确，白色磨砂区域沉积物主体成分为SiO₂，而非Si ，并且沉积物中含有少量的聚酯化合物，推测此物质可能来自于除胶过程中光刻胶产生的聚合物碎片沉积在Belljar内壁上。

三、失效机理揭秘

在H₂工艺中，Belljar内壁上与RF线圈同平面的环状条带区域受到高浓度H₂等离子体的反应刻蚀 。表面的SiO₂晶体被轰击出来并被H自由基还原成Si颗粒，吸附在刻蚀留下的粗糙面上。进入O₂工艺时，吸附在粗糙面上的Si颗粒与O自由基发生反应，并发生柯肯达尔效应，生成中空的SiO₂球形颗粒，而沉积的SiO₂颗粒又会受到H₂等离子体的轰击被溅射出来，在SiO₂沉积膜上留下孔洞。溅射出的Si颗粒掉落在晶圆上造成缺陷。

四、失效分析对策

对于未知物的分析策略，微纳精迅基于SEM-EDX（扫描电镜-能谱仪）区分有机物和无机物，并分别给出表面和深度分析的适用技术，来判断成分/结构等信息。

五、启示

这次Belljar内壁白色磨砂区域失效分析，不仅让我们明晰了这一特定问题的成因，更提醒我们在半导体制造等领域中，每一个细微的设备变化都可能牵一发而动全身。微纳精迅检测专注于微污染领域检测的同时，对半导体零部件的失效分析也有其独特的经验，区别于常规检测机构来说，其处理问题的方式也都是研发+检测的思维，深刻认识到检测往往只是一种手段，我们更加关注过程中失效方案的设计和数据的解读。未来，微纳精迅将持续优化检测手段，为保障生产工艺的稳定性和产品质量的可靠性贡献一份力。