Читання «Звіту про здоров’я» кремнієвої пластини: як зрозуміти ключові параметри

Для багатьох покупців та інженерів-технологів аркуш специфікації пластин є документом, який «прочитати один раз під час підписання контракту та ніколи не відкривати знову». Проте кремнієві пластини є дуже ціннимипараметричні стандартизованіпромисловість: міжнародні стандарти, такі як SEMI M1, визначають розміри, площинність та електричні параметри універсальною мовою. Специфікації від Постачальника А та Постачальника Б виглядають майже однаково -відмінності ховаються в числах і в послідовність.

Одне речення показує, звідки беруться параметри пластини:ріст кристалів визначає «конституцію»; шейпінг визначає «статуру»; COA просто зчитує вам результати.

 

 

Наступні розділи охоплюють три основні групи: геометрія, кисень і питомий опір.

 

2.1 Товщина

Товщина пластини збільшується з діаметром. Типові основні значення:

Діаметр	Типова товщина (приклад)
6 дюймів (150 мм)	675 ± 20 µm
8 дюймів (200 мм)	725 ± 20 µm
12 дюймів (300 мм)	775 ± 20 µm

Товщина визначає технологічне вікно для стоншення задньої сторони (пластини з розширеними вузлами стоншуються до десятків мікрон), розсіювання тепла чіпа та механічну міцність. Чим більший допуск, тим більший запас для розрідження та тестування зондом.

 

2.2 TTV: Товщина Послідовність

TTV (Всього Товщина Варіація) це різниця між максимальною та мінімальною товщиною, виміряною на одній пластині, - міра рівномірної товщини пластини. Це основний параметр для вакуумного затискання, фокусування літографії та склеювання: якщо одна сторона пластини товща за іншу, поверхня деформується під час затискання.

 

2.3 TIR і рівнинність сайту: літографія прихована поріг

TIR (загальне показання)вимірює загальне відхилення передньої поверхні відносно базової площини. Однак те, що насправді перешкоджає просунутим процесам, єсайт площинність (SFQR/LTV) - літографічні сканери фокусуються поле за полем,

тому, навіть якщо пластина глобально плоска, пологий локальний нахил все одно розфокусує експозицію. Чим розвиненіший вузол, тим менша глибина фокусу (DOF) і суворіші вимоги до площинності сайту: у провідних вузлах SFQR увійшов до0.1–

Діапазон 0,2 мкм.

 

2.4 Лук і деформація: деформація серединної поверхні

Лук описує відхилення центральної точки серединної поверхні пластини від базової площини;Деформація описує максимальне відхилення цієї середньої поверхні. Обидва відображають залишкову напругу, що виникає внаслідок нарізання та термічної обробки. Вафлі з надмірною деформацією, як правило, застрягають під час роботизованої обробки, тріскаються під час розрідження та зазнають прямих ударів по зв’язці.

 

Типові діапазони приa погляд(приклади значень; завжди звертайтеся до специфікації постачальника):

Параметр	Типовий Діапазон	Основний процес Вплив
Товщина	Дивіться таблицю вище	Потоншення вікна, тепловіддача, механічна міцність
TTV	Перший сорт Менше або дорівнює 1–2 мкм	Затискання, літофокус, склеювання
TIR / SFQR	Рівень ділянки 0,1–0,2 мкм (розвинені вузли)	Глибина фокусування, точність накладання
Лук / Деформація	Зазвичай менше або дорівнює 20–30 мкм; суворіше для класу Prime	Обробка, проріджування, склеювання

 

3.1 Звідки надходить кисень Від

При рості за Чохральським (CZ) розплавлений кремній знаходиться в прямому контакті з кварцовим тиглем (SiO₂), тому кисень неминуче розчиняється в розплаві та потрапляє в кристал.CZтому вафлі завжди містять кисень, з типовими інтерстиціальними концентраціями кисню10–16 ppma(нова шкала ASTM). Єдиним шляхом до «майже безкисневого» кремнію є метод флоат-зони (FZ) — ціною обмежень діаметра та вищих витрат.

 

3.2 Кисень є двосічним меч

The верхня сторона: При відповідних концентраціях кисень під час подальшої термічної обробки утворює кисневі опади, які витягують металеві забруднення з маси - цевнутрішній гетерінг (IG), фактично «вбудований пилосос» для активної області пристрою. Кисень також зміцнює пластину механічно і пригнічує ковзання під час високотемпературної обробки.

Мінус:Приблизно 450 градусів утворює кисеньтермодонори, що перешкоджає вимірюванню питомого опору та стабільності параметрів приладу; надмірні або надмірні виділення кисню створюють дислокації та дефекти укладання, які у важких випадках проникають у область пристрою. Для великих 12-дюймових кристалів теплове поле важче контролюватирадіальна однорідність киснює однією з основних проблем росту кристалів.

 

4.1 Що і скільки коштує Легований

• П-типпластини леговані бором (Б);N-типз фосфором (Р), сурмою або миш'яком.
• Злегка легований:зазвичай 1–100 Ω·см - основна підкладка для логіки, пам'яті та аналогових мікросхем.
• Сильно легований:зазвичай 0,001–0,02 Ω·см - використовується як підкладка силових пристроїв або похований шар.
• Високоомний:Більше або дорівнює 1 кОм·см, досягається за допомогою FZ або MCZ, які обслуговують RF-SOI, датчики зображення та модулі живлення.

 

4.2 Як це вимірюється та що робити Дивитися

Питомий опір вимірюють методом чотирьох точок (SEMI MF84) або безконтактним методом. Крім абсолютного значення,радіальний градієнт питомого опору(зазвичай потрібно Менше або дорівнює 5%) є однаково критичним - якщо питомий опір підкладки є неоднорідним, напруга пробою та порогова напруга змінюватимуться "від пластини до пластини" в готових пристроях.