Piikiekon "terveysraportin" lukeminen: kuinka ymmärtää keskeiset parametrit

Monille ostajille ja prosessisuunnittelijoille kiekkojen tekniset tiedot ovat asiakirja, joka on "luettu kerran sopimuksen allekirjoittamisen yhteydessä, eikä sitä koskaan avata uudelleen". Silti piikiekot ovat erittäinparametristandardoituteollisuus: kansainväliset standardit, kuten SEMI M1, määrittelevät mitat, tasaisuuden ja sähköiset parametrit universaalilla kielellä. Toimittajan A ja toimittajan B tekniset tiedot näyttävät lähes identtisiltä -erot piiloutuvat numeroihin ja sisään johdonmukaisuutta.

Yksi lause kuvaa, mistä kiekkojen parametrit tulevat:kiteen kasvu määrittelee "perussäännön"; muotoilu määrittelee "fysiikin"; COA vain lukee tulokset sinulle.

 

 

Seuraavat osiot kattavat kolme suurta perhettä: geometria, happi ja ominaisvastus.

 

2.1 Paksuus

Kiekon paksuus kasvaa halkaisijan myötä. Tyypilliset valtavirran arvot:

Halkaisija	Tyypillinen paksuus (esimerkki)
6 tuumaa (150 mm)	675 ± 20 µm
8 tuumaa (200 mm)	725 ± 20 µm
12 tuumaa (300 mm)	775 ± 20 µm

Paksuus määrittää prosessiikkunan taustapuolen ohennukselle (edistyneet solmukiekot ohennetaan kymmeniin mikroneihin), lastun lämmönpoistolle ja mekaaniselle lujuudelle. Mitä tiukempi toleranssi, sitä enemmän marginaalia harvennukselle ja anturitestaukselle.

 

2.2 TTV: Paksuus Johdonmukaisuus

TTV (Kokonais Paksuus Muunnelma) on yhdestä kiekosta mitatun enimmäis- ja vähimmäispaksuuden välinen ero - mitta siitä, kuinka tasaisesti kiekko on paksu. Se on perusparametri alipaineistukan, litografian fokusoinnin ja liimauksen kannalta: jos kiekon toinen puoli on paksumpi kuin toinen, pinta deformoituu kiinnityksessä.

 

2.3 TIR ja paikan tasaisuus: Litografia on piilotettu Kynnys

TIR (ilmoitettu kokonaislukema)mittaa etupinnan kokonaispoikkeamaa suhteessa vertailutasoon. Kehittyneiden prosessien pullonkaulat ovat kuitenkinsivusto tasaisuus (SFQR/LTV) - litografiaskannerit keskittyvät kentältä kentältä,

joten vaikka kiekko olisi maailmanlaajuisesti tasainen, loiva paikallinen kaltevuus heikentää valotusta. Mitä edistyneempi solmu on, sitä pienempi on tarkennussyvyys (DOF) ja sitä tiukempi on paikan tasaisuusvaatimus: johtavissa solmuissa SFQR on siirtynyt0.1–

0,2 µm:n alue.

 

2.4 Keula ja loimi: Mediaanipinnan muodonmuutos

Keula kuvaa kiekon keskipinnan keskipisteen poikkeamaa vertailutasosta;Loimi kuvaa tämän mediaanipinnan suurinta poikkeamaa. Molemmat heijastavat viipaloinnin ja lämpökäsittelyn jättämää jäännösjännitystä. Liiallisesti loimivat kiekot jumiutuvat usein robottikäsittelyssä, halkeilevat harvennuksessa ja kärsivät suorista osuuksista liimaustuottoon.

 

Tyypilliset vaihteluvälit kloa vilkaisu(esimerkkiarvot; katso aina toimittajan teknisiä tietoja):

Parametri	Tyypillinen Alue	Pääprosessi Vaikutus
Paksuus	Katso yllä oleva taulukko	Ohentava ikkuna, lämmönpoisto, mekaaninen lujuus
TTV	Pohjustusaste Pienempi tai yhtä suuri kuin 1–2 µm	Kiinnitys, lito-tarkennus, liimaus
TIR / SFQR	Sivuston taso 0,1–0,2 µm (edistyneet solmut)	Tarkennussyvyys, peittotarkkuus
Jousi / loimi	Tyypillisesti pienempi tai yhtä suuri kuin 20–30 µm; tiukemmat Prime-luokassa	Käsittely, ohennus, liimaus

 

3.1 Mistä happi tulee From

Czochralskin (CZ) kasvussa sula pii on suorassa kosketuksessa kvartsiupokkaan (SiO₂), joten happea liukenee väistämättä sulatteeseen ja pääsee kiteen.CZSiksi kiekot sisältävät aina happea, joiden tyypilliset interstitiaaliset happipitoisuudet ovat10-16 ppma(uusi ASTM-asteikko). Ainoa reitti "melkein hapettomaan" piihin on float-zone (FZ) -menetelmä - halkaisijarajoitusten ja korkeampien kustannusten kustannuksella.

 

3.2 Happi on kaksiteräinen Miekka

The ylösalaisin: Sopivilla pitoisuuksilla happi muodostaa myöhemmän lämpökäsittelyn aikana happisakkoja, jotka keräävät metallikontaminaation bulkkista - tämä onsisäinen gettering (IG), käytännössä "sisäänrakennettu pölynimuri" laitteen aktiiviselle alueelle. Happi myös vahvistaa kiekkoa mekaanisesti ja estää liukumista korkean lämpötilan käsittelyssä.

Huono puoli:Happi muodostuu noin 450 astettalämpöluovuttajia, häiritsee ominaisvastusmittauksia ja laiteparametrien vakautta; liiallinen tai ylimitoitettu happisakka aiheuttaa sijoiltaan siirtymiä ja pinoamisvirheitä, jotka vaikeissa tapauksissa tunkeutuvat laitteen alueelle. Suurilla 12 tuuman kiteillä lämpökenttää on vaikeampi hallita, jasäteittäinen hapen tasaisuuson yksi kiteen kasvun keskeisistä haasteista.

 

4.1 Mitä ja kuinka paljon on Dopattu

• P-tyyppinenkiekot on seostettu boorilla (B);N-tyyppinenfosforilla (P), antimonilla tai arseenilla.
• Kevyesti doping:tyypillisesti 1–100 Ω·cm - pääsubstraatti logiikalle, muistille ja analogisille siruille.
• Voimakkaasti dopattu:tyypillisesti 0,001–0,02 Ω·cm - käytetään teholaitteen substraatteina tai haudattuina kerroksina.
• Korkea vastus:Suurempi tai yhtä suuri kuin 1 kΩ·cm, saavutetaan FZ:llä tai MCZ:llä - palvelevat RF-SOI:ta, kuvaantureita ja tehomoduulisovelluksia.

 

4.2 Miten se mitataan ja mitä tehdä Katsella

Resistiivisyys mitataan neljän pisteen anturimenetelmällä (SEMI MF84) tai kontaktittomilla menetelmillä. Absoluuttisen arvon lisäksisäteittäinen ominaisvastusgradientti(tavallisesti vaaditaan Vähemmän tai yhtä suuri kuin 5 %) on yhtä kriittinen - jos substraatin resistiivisyys on epätasainen, läpilyöntijännite ja kynnysjännite vaihtelevat "kiekosta kiekkoon" valmiissa laitteissa.