Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Halbleitertechnologie sind in der Halbleiterindustrie und sogar in der Photovoltaikindustrie auch die Anforderungen an die Oberflächenqualität des Wafersubstrats oder der Epitaxieschicht sehr streng. Welche Qualitätsanforderungen gelten also für Wafer?Saphir-WaferAnhand welcher Indikatoren lässt sich beispielsweise die Oberflächenqualität von Wafern beurteilen?
Was sind die Bewertungsindikatoren für Wafer?
Die drei Indikatoren
Bei Saphirwafern sind die Bewertungsindikatoren die Gesamtdickenabweichung (TTV), die Biegung (Bow) und die Verwerfung (Warp). Diese drei Parameter spiegeln zusammen die Ebenheit und Dickengleichmäßigkeit des Siliziumwafers wider und können den Welligkeitsgrad des Wafers messen. Die Wellung kann in Kombination mit der Ebenheit zur Bewertung der Qualität der Waferoberfläche herangezogen werden.
Was ist TTV, BOW, Warp?
TTV (Gesamtdickenvariation)
TTV ist die Differenz zwischen der maximalen und minimalen Dicke eines Wafers. Dieser Parameter ist ein wichtiger Index zur Messung der Gleichmäßigkeit der Waferdicke. In einem Halbleiterprozess muss die Dicke des Wafers über die gesamte Oberfläche hinweg sehr gleichmäßig sein. Üblicherweise werden Messungen an fünf Stellen des Wafers durchgeführt und die Differenz berechnet. Letztlich ist dieser Wert eine wichtige Grundlage für die Beurteilung der Waferqualität.
Bogen
Bow bezeichnet in der Halbleiterfertigung die Biegung eines Wafers, die den Abstand zwischen dem Mittelpunkt eines nicht eingespannten Wafers und der Referenzebene freigibt. Der Begriff leitet sich vermutlich von der Beschreibung der Form eines gebogenen Objekts ab, beispielsweise der gekrümmten Form eines Bogens. Der Bow-Wert wird durch Messung der Abweichung zwischen Mitte und Rand des Siliziumwafers bestimmt. Dieser Wert wird üblicherweise in Mikrometern (µm) angegeben.
Kette
Warp ist eine globale Eigenschaft von Wafern, die den Unterschied zwischen dem maximalen und minimalen Abstand zwischen der Mitte eines frei ausgespannten Wafers und der Referenzebene misst. Stellt den Abstand von der Oberfläche des Siliziumwafers zur Ebene dar.
Was ist der Unterschied zwischen TTV, Bow und Warp?
TTV konzentriert sich auf Dickenänderungen und befasst sich nicht mit der Biegung oder Verzerrung des Wafers.
Beim Bogen liegt der Schwerpunkt auf der Gesamtbiegung, wobei vor allem die Biegung des Mittelpunkts und der Kante berücksichtigt wird.
Die Verformung ist umfassender und umfasst das Biegen und Verdrehen der gesamten Waferoberfläche.
Obwohl diese drei Parameter mit der Form und den geometrischen Eigenschaften des Siliziumwafers zusammenhängen, werden sie unterschiedlich gemessen und beschrieben, und auch ihre Auswirkungen auf den Halbleiterprozess und die Waferverarbeitung sind unterschiedlich.
Je kleiner die drei Parameter, desto besser, und je größer der Parameter, desto größer die negativen Auswirkungen auf den Halbleiterprozess. Daher müssen wir als Halbleiterpraktiker die Bedeutung der Waferprofilparameter für den gesamten Prozess erkennen und bei der Durchführung des Halbleiterprozesses auf Details achten.
(Zensur)
Veröffentlichungszeit: 24. Juni 2024