การอ่าน "รายงานสุขภาพ" ของเวเฟอร์ซิลิคอน: วิธีทำความเข้าใจพารามิเตอร์หลัก

สำหรับผู้ซื้อและวิศวกรกระบวนการจำนวนมาก เอกสารข้อมูลจำเพาะของเวเฟอร์คือเอกสาร "อ่านครั้งเดียวเมื่อลงนามในสัญญา และจะไม่เปิดอีกเลย" แต่เวเฟอร์ซิลิคอนยังมีคุณสมบัติสูงพารามิเตอร์ที่ได้มาตรฐานอุตสาหกรรม: มาตรฐานสากล เช่น SEMI M1 กำหนดมิติ ความเรียบ และพารามิเตอร์ทางไฟฟ้าในภาษาสากล เอกสารข้อมูลจำเพาะจากซัพพลายเออร์ A และซัพพลายเออร์ B ดูเกือบจะเหมือนกัน -ความแตกต่างซ่อนอยู่ในตัวเลขและใน ความสม่ำเสมอ.

ประโยคหนึ่งรวบรวมว่าพารามิเตอร์เวเฟอร์มาจากไหน:การเติบโตของคริสตัลกำหนด "รัฐธรรมนูญ"; รูปร่างกำหนด "ร่างกาย"; COA เพียงอ่านผลลัพธ์กลับมาให้คุณ

 

 

ส่วนต่อไปนี้ครอบคลุมสามตระกูลหลัก: เรขาคณิต ออกซิเจน และความต้านทาน

 

2.1 ความหนา

ความหนาของเวเฟอร์เพิ่มขึ้นตามเส้นผ่านศูนย์กลาง ค่ากระแสหลักทั่วไป:

เส้นผ่านศูนย์กลาง	ความหนาทั่วไป (ตัวอย่าง)
6 นิ้ว (150 มม.)	675 ± 20 µm
8 นิ้ว (200 มม.)	725 ± 20 µm
12 นิ้ว (300 มม.)	775 ± 20 µm

ความหนาเป็นตัวกำหนดหน้าต่างกระบวนการสำหรับการทำให้บางด้านหลัง (เวเฟอร์โหนดขั้นสูงจะถูกทำให้บางลงเหลือหลายสิบไมครอน) การกระจายความร้อนของชิป และความแข็งแรงเชิงกล ยิ่งค่าความคลาดเคลื่อนเข้มงวดมากเท่าใด ระยะขอบสำหรับการทดสอบการทำให้ผอมบางและโพรบก็จะมากขึ้นเท่านั้น

 

2.2 TTV: ความหนา ความสม่ำเสมอ

ทีทีวี (ทั้งหมด ความหนา การเปลี่ยนแปลง) คือความแตกต่างระหว่างความหนาสูงสุดและต่ำสุดที่วัดได้บนแผ่นเวเฟอร์แผ่นเดียว ซึ่งเป็นการวัดว่าแผ่นเวเฟอร์มีความหนาเท่ากันหรือไม่ เป็นพารามิเตอร์พื้นฐานสำหรับการจับยึดแบบสุญญากาศ การเน้นการพิมพ์หิน และการเชื่อมติด: หากด้านหนึ่งของเวเฟอร์หนากว่าอีกด้านหนึ่ง พื้นผิวจะเสียรูปเมื่อทำการจับยึด

 

2.3 TIR และความเรียบของไซต์: การพิมพ์หินถูกซ่อนอยู่ เกณฑ์

TIR (การอ่านรวมที่ระบุ)วัดความเบี่ยงเบนโดยรวมของพื้นผิวด้านหน้าสัมพันธ์กับระนาบอ้างอิง อย่างไรก็ตาม สิ่งที่ขัดขวางกระบวนการขั้นสูงจริงๆ ก็คือเว็บไซต์ ความเรียบ (SFQR/LTV) - เครื่องสแกนหินเน้นฟิลด์ต่อสนาม

ดังนั้นแม้ว่าแผ่นเวเฟอร์จะแบนทั่วโลก ความลาดเอียงในพื้นที่ที่ไม่รุนแรงจะยังคงทำให้การเปิดรับแสงพร่ามัว ยิ่งโหนดมีความก้าวหน้ามากขึ้น ความลึกของโฟกัส (DOF) ก็จะยิ่งน้อยลง และข้อกำหนดความเรียบของไซต์ก็จะยิ่งเข้มงวดมากขึ้น: ที่โหนดชั้นนำ SFQR ได้เข้าสู่0.1–

ช่วง 0.2 ไมโครเมตร.

 

2.4 คันธนูและวาร์ป: การเสียรูปของพื้นผิวค่ามัธยฐาน

โค้งคำนับ อธิบายความเบี่ยงเบนของจุดศูนย์กลางของพื้นผิวมัธยฐานของแผ่นเวเฟอร์จากระนาบอ้างอิงวาร์ป อธิบายค่าเบี่ยงเบนสูงสุดของพื้นผิวมัธยฐานนั้น ทั้งสองสะท้อนถึงความเค้นตกค้างที่เหลือจากการหั่นและการบำบัดความร้อน เวเฟอร์ที่มีการบิดงอมากเกินไปมีแนวโน้มที่จะติดขัดในการจัดการด้วยหุ่นยนต์ แตกในระหว่างการทำให้ผอมบาง และได้รับผลกระทบโดยตรงต่อผลผลิตการยึดเกาะ

 

ช่วงปกติที่a เหลือบมอง(ค่าตัวอย่าง อ้างอิงถึงเอกสารข้อมูลจำเพาะของผู้จำหน่ายเสมอ):

พารามิเตอร์	ทั่วไป พิสัย	กระบวนการหลัก ผลกระทบ
ความหนา	ดูตารางด้านบน	หน้าต่างทำให้ผอมบาง, การกระจายความร้อน, ความแข็งแรงทางกล
ทีทีวี	เกรดเฉพาะ น้อยกว่าหรือเท่ากับ 1–2 µm	การโยน การโฟกัสแบบลิโธ การยึดเหนี่ยว
TIR / SFQR	ระดับไซต์ 0.1–0.2 µm (โหนดขั้นสูง)	ระยะชัดลึก ความแม่นยำในการซ้อนทับ
โบว์/วาร์ป	โดยทั่วไปน้อยกว่าหรือเท่ากับ 20–30 µm; เข้มงวดมากขึ้นสำหรับเกรดไพรม์	การจัดการการทำให้ผอมบางการยึดเกาะ

 

3.1 จุดที่ออกซิเจนมา จาก

ในการเจริญเติบโตของ Czochralski (CZ) ซิลิคอนหลอมเหลวจะสัมผัสโดยตรงกับเบ้าหลอมควอตซ์ (SiO₂) ดังนั้นออกซิเจนจึงละลายเข้าไปในของเหลวและเข้าสู่คริสตัลอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ซีแซดเวเฟอร์จึงมีออกซิเจนอยู่เสมอโดยมีความเข้มข้นของออกซิเจนคั่นระหว่างหน้าโดยทั่วไปคือ10–16 pma(มาตราส่วน ASTM ใหม่) เส้นทางเดียวที่จะได้ซิลิคอน "เกือบปราศจากออกซิเจน" คือวิธีโซนลอยตัว (FZ) โดยเสียค่าใช้จ่ายตามขีดจำกัดเส้นผ่านศูนย์กลางและค่าใช้จ่ายสูงกว่า

 

3.2 ออกซิเจนเป็นแบบสองด้าน ดาบ

ที่ กลับหัวกลับหาง: ที่ความเข้มข้นที่เหมาะสม ออกซิเจนจะเกิดการตกตะกอนของออกซิเจนในระหว่างการบำบัดความร้อนตามมา ซึ่งทำให้เกิดการปนเปื้อนของโลหะจากมวล - นี่คือการได้รับภายใน (IG)"เครื่องดูดฝุ่นในตัว" อย่างมีประสิทธิภาพสำหรับพื้นที่ใช้งานของอุปกรณ์ ออกซิเจนยังทำให้แผ่นเวเฟอร์แข็งแรงขึ้นและยับยั้งการลื่นในระหว่างการประมวลผลที่อุณหภูมิสูง

ข้อเสีย:เกิดออกซิเจนประมาณ 450 องศาผู้บริจาคความร้อนรบกวนการวัดค่าความต้านทานและความคงตัวของพารามิเตอร์ของอุปกรณ์ การตกตะกอนของออกซิเจนที่มากเกินไปหรือมากเกินไปทำให้เกิดการเคลื่อนตัวและความผิดพลาดในการเรียงซ้อน ซึ่งในกรณีที่รุนแรง อาจทะลุเข้าไปในบริเวณอุปกรณ์ได้ สำหรับคริสตัลขนาดใหญ่ 12 นิ้ว สนามความร้อนจะควบคุมได้ยาก และความสม่ำเสมอของออกซิเจนในแนวรัศมีเป็นหนึ่งในความท้าทายหลักของการเติบโตของคริสตัล

 

4.1 คืออะไรและเท่าไหร่ เจือ

• ชนิด Pเวเฟอร์เจือด้วยโบรอน (B);ชนิด Nด้วยฟอสฟอรัส (P) พลวงหรือสารหนู
• เจือเล็กน้อย:โดยทั่วไป 1–100 Ω·cm - สารตั้งต้นหลักสำหรับลอจิก หน่วยความจำ และชิปแอนะล็อก
• เจืออย่างหนัก:โดยทั่วไป 0.001–0.02 Ω·cm - ใช้เป็นพื้นผิวของอุปกรณ์ไฟฟ้าหรือชั้นที่ฝังไว้
• ความต้านทานสูง:มากกว่าหรือเท่ากับ 1 kΩ·cm ทำได้ด้วย FZ หรือ MCZ ซึ่งให้บริการ RF-SOI เซ็นเซอร์ภาพ และแอปพลิเคชันโมดูลพลังงาน

 

4.2 วิธีการวัดและสิ่งที่ต้องทำ ดู

ความต้านทานวัดโดยวิธีโพรบสี่จุด (SEMI MF84) หรือวิธีไร้การสัมผัส นอกเหนือจากมูลค่าสัมบูรณ์แล้วการไล่ระดับความต้านทานแนวรัศมี(โดยทั่วไปต้องใช้น้อยกว่าหรือเท่ากับ 5%) มีความสำคัญเท่าเทียมกัน - หากความต้านทานของซับสเตรตไม่สม่ำเสมอ แรงดันพังทลายและแรงดันไฟฟ้าเกณฑ์จะแปรผัน "จากเวเฟอร์หนึ่งไปอีกเวเฟอร์" ในอุปกรณ์สำเร็จรูป