“Katalogs
1. Pamatjēdzieni un metrika
2. Mērīšanas metodes
3. Datu apstrāde un kļūdas
4. Procesa ietekme
Pusvadītāju ražošanā plākšņu biezuma vienmērīgums un virsmas līdzenums ir kritiski faktori, kas ietekmē procesa ražu. Galvenie parametri, piemēram, kopējā biezuma variācija (TTV), izliekums (lokveida deformācija), deformācija (globālā deformācija) un mikrodeformācija (nanotopogrāfija), tieši ietekmē tādu galveno procesu kā fotolitogrāfijas fokusēšana, ķīmiskā mehāniskā pulēšana (CMP) un plānplēves uzklāšana precizitāti un stabilitāti.
Pamatjēdzieni un metrika
Kopējā biezuma variācija (TTV)
TTV attiecas uz maksimālo biezuma starpību visā plāksnītes virsmā noteiktā mērījumu apgabalā Ω (parasti izņemot malu izslēgšanas zonas un reģionus iecirtumu vai plakanu virsmu tuvumā). Matemātiski TTV = max(t(x,y)) – min(t(x,y)). Tas koncentrējas uz plāksnītes substrāta iekšējo biezuma vienmērīgumu, kas atšķiras no virsmas raupjuma vai plānslāņa vienmērīguma.
Loks Izliekums apraksta plāksnes centra punkta vertikālo novirzi no pēc mazāko kvadrātu metodes pielāgotas atskaites plaknes. Pozitīvas vai negatīvas vērtības norāda globālu augšupvērstu vai lejupvērstu izliekumu.
Velku
Deformācija kvantificē maksimālo virsotnes un ielejas atšķirību visos virsmas punktos attiecībā pret atskaites plakni, novērtējot vafeļa kopējo līdzenumu brīvā stāvoklī.
Mikrodeformācija
Mikrodeformācijas (vai nanotopogrāfijas) metode pēta virsmas mikroviļņojumus noteiktā telpiskā viļņa garuma diapazonā (piemēram, 0,5–20 mm). Neskatoties uz mazajām amplitūdām, šīs variācijas kritiski ietekmē litogrāfijas fokusa dziļumu (DOF) un CMP vienmērīgumu.
“
Mērījumu atsauces ietvars
Visi rādītāji tiek aprēķināti, izmantojot ģeometrisku bāzes līniju, parasti mazāko kvadrātu plakni (LSQ plakni). Biezuma mērījumiem ir nepieciešama priekšējās un aizmugurējās virsmas datu izlīdzināšana, izmantojot plātņu malas, iecirtumus vai izlīdzināšanas atzīmes. Mikrodeformācijas analīze ietver telpisko filtrēšanu, lai iegūtu viļņa garumam specifiskus komponentus.
Mērīšanas metodes
1. TTV mērīšanas metodes
- Divvirsmu profilometrija
- Fizeau interferometrija:Izmanto interferences joslas starp atskaites plakni un plāksnes virsmu. Piemērots gludām virsmām, bet ierobežo plāksnes ar lielu izliekumu.
- Baltās gaismas skenēšanas interferometrija (SWLI):Mēra absolūto augstumu, izmantojot zemas koherences gaismas apvalkus. Efektīvs pakāpienveida virsmām, bet ierobežo mehāniskās skenēšanas ātrums.
- Konfokālās metodes:Sasniedziet submikrona izšķirtspēju, izmantojot adatas cauruma vai dispersijas principus. Ideāli piemērots nelīdzenām vai caurspīdīgām virsmām, bet lēns punkts pa punktam skenēšanas dēļ.
- Lāzera triangulācija:Ātra reaģēšana, bet pakļauta precizitātes zudumam virsmas atstarošanas variāciju dēļ.
- Pārraides/atstarojuma sasaiste
- Divgalvu kapacitatīvās sensori: simetrisks sensoru izvietojums abās pusēs mēra biezumu kā T = L – d₁ – d₂ (L = bāzes līnijas attālums). Ātri, bet jutīgi pret materiāla īpašībām.
- Elipsometrija/spektroskopiskā reflektometrija: analizē gaismas un matērijas mijiedarbību plānas plēves biezumam, bet nav piemērota lielapjoma TTV analīzei.
2. Loka un deformācijas mērīšana
- Vairāku zonžu kapacitātes masīvi: uz gaisa nesošas platformas uztveriet pilna lauka augstuma datus ātrai 3D rekonstrukcijai.
- Strukturēta gaismas projekcija: ātrdarbīga 3D profilēšana, izmantojot optisko veidošanu.
- Zema NA interferometrija: augstas izšķirtspējas virsmas kartēšana, bet jutīga pret vibrācijām.
3. Mikrodeformācijas mērīšana
- Telpiskās frekvences analīze:
- Iegūt augstas izšķirtspējas virsmas topogrāfiju.
- Aprēķiniet jaudas spektrālo blīvumu (PSD), izmantojot 2D FFT.
- Kritisko viļņu garumu izolēšanai izmantojiet joslas caurlaidības filtrus (piemēram, 0,5–20 μm).
- Aprēķiniet RMS vai PV vērtības no filtrētiem datiem.
- Vakuuma patronas simulācija:Atdariniet reālās pasaules saspiešanas efektus litogrāfijas laikā.
Datu apstrāde un kļūdu avoti
Apstrādes darbplūsma
- TTV:Izlīdziniet priekšējās/aizmugurējās virsmas koordinātas, aprēķiniet biezuma starpību un atņemiet sistemātiskas kļūdas (piemēram, termisko nobīdi).
- “Loks/Vārps:Pielāgot LSQ plakni augstuma datiem; Bow = centra punkta atlikums, Warp = virsotnes-ielejas atlikums.
- “Mikrodeformācija:Filtrēt telpiskās frekvences, aprēķināt statistiku (RMS/PV).
Galvenie kļūdu avoti
- Vides faktori:Vibrācija (kritiska interferometrijai), gaisa turbulence, termiskā nobīde.
- Sensora ierobežojumi:Fāzes troksnis (interferometrija), viļņa garuma kalibrēšanas kļūdas (konfokālas), no materiāla atkarīgas reakcijas (kapacitāte).
- Vafeļu apstrāde:Malu izslēgšanas nepareiza izlīdzināšana, kustības posma neprecizitātes šuvēs.
Ietekme uz procesa kritiskumu
- Litogrāfija:Lokālā mikrodeformācija samazina brīvības lauku (DOF), izraisot CD variācijas un pārklājuma kļūdas.
- CMP:Sākotnējais TTV nelīdzsvarotības dēļ pulēšanas spiediens ir nevienmērīgs.
- Stresa analīze:Loka/deformācijas evolūcija atklāj termiskās/mehāniskās spriedzes uzvedību.
- Iepakojums:Pārmērīgs TTV rada tukšumus savienojuma saskarnēs.
XKH safīra vafele
Publicēšanas laiks: 2025. gada 28. septembris