خواندن "گزارش سلامت" یک ویفر سیلیکونی: چگونه پارامترهای کلیدی را درک کنیم

برای بسیاری از خریداران و مهندسان فرآیند، برگه مشخصات ویفر سندی است که "در هنگام امضای قرارداد یک بار خوانده می شود و دیگر هرگز باز نمی شود." با این حال ویفرهای سیلیکونی بسیار عالی هستنداستاندارد شده با پارامترصنعت: استانداردهای بین المللی مانند SEMI M1 ابعاد، صافی و پارامترهای الکتریکی را به زبان جهانی تعریف می کنند. برگه های مشخصات تامین کننده A و تامین کننده B تقریباً یکسان به نظر می رسند -تفاوت ها در اعداد و ارقام پنهان می شوند قوام.

یک جمله نشان می دهد که پارامترهای ویفر از کجا آمده اند:رشد کریستال "قانون اساسی" را تعریف می کند. شکل دادن "فیزیک" را تعریف می کند. COA به سادگی نتایج را برای شما می خواند.

 

 

بخش های زیر سه خانواده اصلی را پوشش می دهند: هندسه، اکسیژن و مقاومت.

 

2.1 ضخامت

ضخامت ویفر با قطر افزایش می یابد. ارزش های اصلی معمولی:

قطر	ضخامت معمولی (مثال)
6 اینچ (150 میلی متر)	675 ± 20 µm
8 اینچ (200 میلی متر)	725 ± 20 µm
12 اینچ (300 میلی متر)	775 ± 20 µm

ضخامت پنجره فرآیند را برای نازک شدن پشت (ویفرهای گره پیشرفته تا ده ها میکرون نازک می شود)، اتلاف حرارت تراشه و استحکام مکانیکی مشخص می کند. هرچه تلورانس سخت‌تر باشد، حاشیه بیشتری برای آزمایش نازک شدن و پروب خواهد داشت.

 

2.2 TTV: ضخامت سازگاری

تی تی وی (کل ضخامت تنوع) تفاوت بین حداکثر و حداقل ضخامت اندازه گیری شده بر روی یک ویفر منفرد است - اندازه گیری میزان ضخامت یکنواخت ویفر. این یک پارامتر اساسی برای چکش خلاء، فوکوس لیتوگرافی و اتصال است: اگر یک طرف ویفر ضخیم‌تر از طرف دیگر باشد، هنگام چوک شدن سطح تغییر شکل می‌دهد.

 

2.3 TIR و Site Flatness: Lithography's Hidden آستانه

TIR (خوانش کل نشان داده شده)انحراف کلی سطح جلو نسبت به صفحه مرجع را اندازه گیری می کند. با این حال، آنچه در واقع فرآیندهای پیشرفته را با گلوگاه مواجه می کند، این استسایت مسطح بودن (SFQR/LTV) - فوکوس اسکنرهای لیتوگرافی میدان به میدان،

بنابراین حتی اگر ویفر در سطح جهانی صاف باشد، شیب محلی ملایم همچنان نوردهی را از بین می برد. هر چه گره پیشرفته تر باشد، عمق فوکوس (DOF) کمتر و نیاز به صافی سایت سخت تر است: در گره های پیشرو SFQR وارد شده است.0.1–

برد 0.2 میکرومتر.

 

2.4 کمان و تار: تغییر شکل سطح میانی

تعظیم انحراف نقطه مرکزی سطح میانی ویفر از یک صفحه مرجع را توصیف می کند.پیچ و تاب حداکثر انحراف آن سطح میانه را توصیف می کند. هر دو تنش باقی مانده از برش و عملیات حرارتی را منعکس می کنند. ویفرهایی که دارای تار بیش از حد هستند در حمل رباتیک گیر می کنند، در حین نازک شدن ترک می خورند و مستقیماً به عملکرد اتصال ضربه می خورند.

 

محدوده های معمولی درa نگاه(مقادیر مثال؛ همیشه به برگه مشخصات فروشنده مراجعه کنید):

پارامتر	معمولی	فرآیند اصلی تاثیر
ضخامت	جدول بالا را ببینید	نازک شدن پنجره، اتلاف گرما، استحکام مکانیکی
تی تی وی	درجه اولیه کمتر یا مساوی 1-2 میکرومتر	چاک زدن، فوکوس لیتو، باندینگ
TIR / SFQR	سطح سایت 0.1-0.2 میکرومتر (گره های پیشرفته)	عمق فوکوس، دقت پوشش
کمان / تار	معمولاً کمتر یا مساوی 20-30 میکرومتر. سختگیرانه تر برای درجه نخست	جابجایی، نازک شدن، اتصال

 

3.1 جایی که اکسیژن می آید از

در رشد Czochralski (CZ)، سیلیکون مذاب در تماس مستقیم با بوته کوارتز (SiO2) است، بنابراین اکسیژن به ناچار در مذاب حل شده و وارد کریستال می شود.CZبنابراین ویفرها همیشه حاوی اکسیژن هستند، با غلظت های معمولی اکسیژن میان بافتی از10-16 pma(مقیاس جدید ASTM). تنها راه رسیدن به سیلیکون "تقریباً بدون اکسیژن" روش منطقه شناور (FZ) است - به قیمت محدودیت قطر و هزینه بیشتر.

 

3.2 اکسیژن دو لبه است شمشیر

این وارونه: در غلظت‌های مناسب، اکسیژن تشکیل می‌دهد که در طی عملیات حرارتی بعدی، اکسیژن رسوب می‌کند که آلودگی فلزی را از قسمت عمده دریافت می‌کند.دریافت داخلی (IG)، به طور موثر یک "جاروبرقی داخلی" برای منطقه فعال دستگاه است. اکسیژن همچنین ویفر را به صورت مکانیکی تقویت می کند و از لغزش در هنگام پردازش در دمای بالا جلوگیری می کند.

جنبه منفی:در حدود 450 درجه اکسیژن تشکیل می شوداهداکنندگان حرارتیتداخل با اندازه‌گیری‌های مقاومت و پایداری پارامتر دستگاه؛ رسوبات بیش از حد یا بیش از حد اکسیژن باعث دررفتگی و انباشتگی گسل هایی می شود که در موارد شدید، به ناحیه دستگاه نفوذ می کند. برای کریستال های بزرگ 12 اینچی کنترل میدان حرارتی سخت تر استیکنواختی اکسیژن شعاعییکی از چالش های اصلی رشد کریستال است.

 

4.1 چیست و چقدر است دوپ شده

• نوع Pویفرها با بور (B) دوپ شده اند.نوع Nبا فسفر (P)، آنتیموان یا آرسنیک.
• کمی دوپ شده:معمولاً 1-100 Ω·cm - بستر اصلی برای منطق، حافظه و تراشه های آنالوگ.
• دوپینگ شدید:معمولاً 0.001-0.02 Ω·cm - به عنوان بسترهای دستگاه برق یا لایه های مدفون استفاده می شود.
• مقاومت بالا:بزرگتر یا مساوی با 1 kΩ·cm، به دست آمده با FZ یا MCZ - خدمات RF-SOI، سنسورهای تصویر و برنامه های کاربردی ماژول قدرت.

 

4.2 چگونه اندازه گیری می شود و چه باید کرد تماشا کنید

مقاومت با روش پروب چهار نقطه ای (SEMI MF84) یا روش های بدون تماس اندازه گیری می شود. فراتر از ارزش مطلق،گرادیان مقاومت شعاعی(معمولاً کمتر یا مساوی 5٪ مورد نیاز است) به همان اندازه مهم است - اگر مقاومت بستر غیر یکنواخت باشد، ولتاژ شکست و ولتاژ آستانه "از ویفر به ویفر" در دستگاه های نهایی متفاوت است.