在晶圆制造中,TTV、弯曲度和翘曲度是决定晶圆平整度和厚度均匀性的重要参数,对关键的芯片制造工艺有重大影响。
A.TTV、弯曲度和翘曲度的定义和测量方法
1.TTV(总厚度变化)
定义:
TTV 是指晶圆直径上最大厚度与最小厚度之间的差值,用于评估厚度均匀性。
测量:
在非夹紧状态下测量,计算晶圆中心表面与参考平面之间的最小和最大距离偏差,包括凹凸变化。
重要性:
TTV 确保在加工过程中厚度分布均匀,防止对后续步骤和最终产品性能产生不利影响。
2.弯曲度
定义:
弯曲度表示晶圆的曲率,表示中心和边缘之间的垂直距离变化。
测量:
在独立状态下,晶圆背面作为参考平面,测量晶圆表面最高点和最低点相对于该平面的偏差。
重要性:
弯曲度是评估晶圆质量和可靠性的关键参数。较低的弯曲度值通常表示表面更干净、更平坦,加工过程中的缺陷更少。
3.Warp
定义:
Warp 指晶圆表面的整体扭曲或不规则变形,不限于局部曲率。
测量:
以晶圆表面合格质量区域内所有点的截距和最小的表面为参考平面,测量表面与参考平面的最大距离与最小距离之间的偏差。
重要性:
WARP 是衡量晶圆整体平整度的关键指标,对光刻、蚀刻等工艺至关重要。
B.TTV、Bow 和 Warp 之间的区别
1.TTV:关注厚度变化,与曲率或扭曲无关。
2.Bow:关注整体曲率,主要考虑中心和边缘之间的弯曲。
3.翘曲:包括晶圆表面的整体曲率和扭曲。
虽然这些参数与晶圆的几何特性有关,但它们测量和描述不同的方面,每个方面都对半导体工艺和晶圆处理产生独特的影响。
C.TTV、弯曲和翘曲对半导体工艺的影响
对光刻的影响
聚焦深度 (DOF) 问题:TTV、弯曲和翘曲可能导致光刻过程中聚焦深度发生变化,从而影响图案清晰度。
对准问题:这些参数可能导致晶圆错位,从而影响层间覆盖精度。
对化学机械抛光的影响
抛光不均匀:在 CMP 过程中,TTV、弯曲和翘曲可能导致
抛光不均匀,从而导致表面粗糙和残余应力。
对薄膜沉积的影响
不均匀沉积:不规则的晶圆表面可能导致薄膜沉积不均匀。
对晶圆处理的影响
处理问题:在自动处理过程中,翘曲的晶圆可能会受到损坏。
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