W miarę jak produkcja węglika krzemu zmierza w kierunku większych średnic płytek, jakość krawędzi staje się coraz ważniejsza. Dla 200 mmPłytka SiC, nie wystarczy ocenić tylko średnicę, grubość, TTV, łuk, osnowę i chropowatość powierzchni. Stan obwodu płytki może bezpośrednio wpływać na stabilność obsługi, obróbkę epitaksjalną, czyszczenie, litografię, przerzedzanie płytki i wydajność dalszego urządzenia.
Płytka może mieć doskonale wypolerowaną powierzchnię środkową, a jednocześnie zawierać odpryski na krawędziach, mikropęknięcia lub uszkodzenia podpowierzchniowe wokół skosu. Wady te mogą stać się źródłami cząstek lub punktami inicjowania uszkodzeń mechanicznych podczas późniejszego przetwarzania.
Z tego powodu nabywcy podłoży SiC o grubości 200 mm powinni uwzględnić w specyfikacji płytek geometrię skosu, wykluczenie krawędzi, limity wykruszania się krawędzi i wymagania dotyczące kontroli krawędzi, zamiast traktować krawędź jako cechę drugorzędną.
Zwiększanie średnicy płytki zwiększa liczbę urządzeń, które można obrobić na płytce, ale zwiększa także wymagania mechaniczne i kontrolne stawiane podłożu.
Płytka SiC o grubości 200 mm musi przejść przez wiele zautomatyzowanych systemów, w tym:
Podczas tych operacji krawędź płytki ulega powtarzającemu się kontaktowi mechanicznemu i cyklom termicznym.
Dlatego nawet stosunkowo małe wady krawędzi mogą stać się istotne.
Typowe zagrożenia związane z krawędzią obejmują:
Prace SEMI nad specyfikacjami polerowanych monokrystalicznych płytek SiC obejmowały w szczególności cechy fizyczne, takie jak kształt krawędzi, płaskość, orientacja i defekty, w miarę jak branża zmierzała w kierunku podłoży o grubości 200 mm.
Zewnętrzny obwód płytki półprzewodnikowej jest zwykle ukształtowany, a nie ostry, 90-stopniowy narożnik.
Ten ukształtowany obszar jest powszechnie określany jako skos, profil krawędzi lub kontur krawędzi.
Celem kształtowania krawędzi jest zmniejszenie koncentracji naprężeń mechanicznych i zwiększenie odporności płytki na odpryski podczas przenoszenia i przetwarzania.
Metodologia badania konturu krawędzi waflowej firmy SEMI wskazuje, że konturowanie krawędzi pomaga zmniejszyć odpryski, a także może zmniejszyć problemy, takie jak korona krawędzi epitaksjalnej i zgrubienie krawędzi fotorezystu.
W przypadku płytek SiC geometria skosu jest szczególnie ważna, ponieważ SiC jest niezwykle twardy, ale stosunkowo kruchy podczas obróbki mechanicznej.
Specyfikacja zakupu płytek może wymagać określenia:
Nie ma jednej geometrii skosu, która byłaby idealna dla każdego procesu.
Odpowiedni profil zależy od takich czynników jak:
Z tego powodu wyrafinowani nabywcy powinni unikać określania wyłącznie „standardowego skosu”.
Jeżeli geometria krawędzi ma kluczowe znaczenie, w specyfikacji zakupu należy uwzględnić uzgodniony rysunek profilu krawędzi lub metodę kontroli.
Wykluczenie krawędzi (EE) definiuje obszar peryferyjny płytki, który jest wyłączony z pewnych wymagań dotyczących powierzchni lub geometrii.
W terminologii SEMI wykluczenie krawędzi to zasadniczo odległość między granicą obszaru o ustalonej jakości a nominalnym obwodem płytki.
To rozróżnienie jest ważne, ponieważ właściwości płytki często zmieniają się w pobliżu krawędzi.
Przykłady obejmują:
W związku z tym kupujący nie powinien po prostu określić:
TTV ≤ X µm
Pełniejsza specyfikacja powinna wyjaśniać, gdzie mierzy się TTV i jakie stosuje się wykluczenie krawędzi.
Ta sama zasada dotyczy:
Geometria bliskiej krawędzi stała się na tyle ważna, że SEMI M67 definiuje wyspecjalizowane metryki, takie jak ESFQR, ESFQD i ESBIR, do oceny geometrii płytki blisko obwodu.
Odpryski krawędzi to jedna z najbardziej widocznych wad krawędzi płytek.
Może wystąpić podczas:
Odprysk może początkowo wydawać się jedynie defektem kosmetycznym, jednak jego znaczenie zależy od jego głębokości, szerokości, umiejscowienia oraz tego, czy pęknięcie wychodzi poza obszar ukruszenia.
W przypadku płytek produkcyjnych kupujący powinni zatem unikać specyfikacji takich jak:
Brak poważnych odprysków krawędzi.
Sformułowanie to jest trudne do obiektywnej kontroli.
Lepsze zapytanie ofertowe powinno definiować mierzalne kryteria akceptacji, takie jak:
Uszkodzona krawędź może stać się punktem koncentracji naprężeń.
Podczas późniejszego obciążenia termicznego lub mechanicznego istniejące pęknięcie może sięgać dalej w głąb płytki.
Ryzyko staje się szczególnie istotne podczas:
Najbezpieczniejszym podejściem jest zatem ocena zarówno widocznego chipa, jak i możliwości związanych z nim mikropęknięć.
Jednym z trudniejszych problemów z jakością są uszkodzenia podpowierzchniowe, czyli dyski SSD.
Krawędź płytki może wydawać się gładka podczas normalnej kontroli wzrokowej, podczas gdy pod powierzchnią pozostaje uszkodzony materiał.
Badania dotyczące obróbki SiC wykazały, że szlifowanie może powodować uszkodzenia, w tym wżery i podpowierzchniowe pęknięcia boczne lub środkowe. Badania nad 4H-SiC wykazały również, że szlifowanie i polerowanie może pozostawić na powierzchni uszkodzenia w skali nano, które nie są w pełni odzwierciedlone w zwykłych pomiarach chropowatości powierzchni.
Potencjalne formy dysków SSD obejmują:
Ważne zmienne obejmują:
Grubsza lub bardziej agresywna obróbka mechaniczna zazwyczaj tworzy głębszą warstwę uszkodzeń, którą należy następnie usunąć lub zredukować.
Z tego powodu sam wygląd przypominający lustro nie może świadczyć o doskonałej integralności mechanicznej krawędzi płytki.
Jakość krawędzi staje się szczególnie ważna, gdy podłoże SiC będzie stosowane do wzrostu homoepitaksjalnego.
Zła geometria krawędzi może przyczynić się do powikłań procesowych w pobliżu obwodu płytki, w tym:
Producent urządzenia może celowo wyłączyć część obwodu płytki z powierzchni użytkowej urządzenia, jednak nadmierne uszkodzenie krawędzi może wykraczać poza planowaną strefę wykluczenia.
Dlatego też w przypadku podłoża SiC gotowego do epitaksji w zapytaniu ofertowym należy uwzględnić związek pomiędzy:
skos fizyczny → wykluczenie krawędzi → powierzchnia użytkowa → wykluczenie epitaksjalne → wydajność urządzenia
zamiast traktować te elementy niezależnie.
W przypadku podłoży SiC o grubości 200 mm kontrola przychodząca powinna przebiegać w uporządkowanej kolejności.
Przed otwarciem pojemnika na wafle sprawdź:
Pomaga to odróżnić uszkodzenia transportowe od wad produkcyjnych.
Potwierdzać:
Identyfikowalność staje się szczególnie ważna w przypadku wielokrotnego stwierdzania uszkodzeń krawędzi w tej samej partii produkcyjnej.
Sprawdź cały obwód pod kątem:
Warunki inspekcji powinny być ujednolicone.
W przypadku konieczności wykrycia mniejszych defektów można zastosować powiększenie optyczne.
Szczególną uwagę należy zwrócić na:
Na szczególną uwagę zasługuje obszar karbu, ponieważ lokalna geometria różni się od obwodu płytki kołowej.
W razie potrzeby zmierzyć:
SEMI M73 zapewnia metodologię wyodrębniania cech ze zmierzonych profili krawędzi płytek, odzwierciedlając rosnące znaczenie ilościowego kontrolowania kształtu krawędzi w zaawansowanym przetwarzaniu płytek.
Protokół z inspekcji powinien zawierać również uzgodnione parametry geometrii płytki, takie jak:
Nie należy automatycznie zakładać, że geometria bliskiej krawędzi zachowuje się identycznie jak centralny obszar płytki.
Na koniec sprawdź relację pomiędzy skosem a wypolerowaną powierzchnią płytki.
Sprawdź:
Praktyczne zapytanie ofertowe może zawierać następujące elementy:
| Parametr | Przykładowe informacje do określenia |
|---|---|
| Tworzywo | 4H-SiC |
| Średnica | 200 mm |
| Przewodność | Typ N / półizolacyjny |
| Orientacja | Wymagania klienta |
| Poza osią | Określ kąt i kierunek |
| Grubość | Wartość nominalna + tolerancja |
| Powierzchnia | Si-face polerowany / DSP / inny |
| TTV | Maksymalnie dozwolone |
| Ukłon | Maksymalnie dozwolone |
| Osnowa | Maksymalnie dozwolone |
| Profil krawędziowy | Standardowy lub uzgodniony rysunek dostawcy |
| Wykluczenie krawędzi | Określ wykluczenie pomiaru |
| Odpryskiwanie | Maksymalny rozmiar i ilość |
| Spękanie | Zdefiniuj dozwolone / niedozwolone |
| Kontrola skosu | Wizualne / optyczne / wymiarowe |
| Cząstki powierzchniowe | Zdefiniuj próg inspekcji |
| Chropowatość powierzchni | Strona pomiaru i lokalizacja |
| Opakowanie | Pojedyncze opakowanie waflowe / kasetowe / do pomieszczeń czystych |
| Raport z inspekcji | Wymagany |
| Identyfikowalność | Wymagany identyfikator partii i opłatka |
Dokładne wartości akceptacji powinny zostać uzgodnione pomiędzy dostawcą a klientem, ponieważ procesy urządzeń i systemy metrologiczne są różne.
Kupujący przed zakupem podłoża o grubości 200 mm mogą zapytać:
Pytania te są często bardziej przydatne niż zwykłe żądanie standardowego wafla „najwyższej jakości”.
W miarę jak produkcja SiC zmierza w kierunku produkcji 200 mm, jakość krawędzi płytki staje się ważnym elementem kwalifikacji podłoża.
Centralna polerowana powierzchnia może być przedmiotem największej uwagi, ale geometria skosu, wykluczenie krawędzi, odpryski i ukryte uszkodzenia podpowierzchniowe mogą mieć wpływ na niezawodność obsługi, obróbkę epitaksjalną, kontrolę zanieczyszczeń i użyteczną powierzchnię płytki.
Dla zespołów zakupowych kluczem jest zastąpienie niejasnych wymagań, takich jak „dobra jakość krawędzi”, mierzalnymi specyfikacjami.
Zapytanie ofertowe dotyczące kompletnej płytki SiC o średnicy 200 mm powinno zatem określać:
geometria skosu + wykluczenie krawędzi + kryteria odprysków + akceptacja pęknięć + metoda kontroli + geometria płytki + wymagania dotyczące raportowania.
Jasne specyfikacje krawędzi ułatwiają zarówno dostawcy płytek, jak i producentowi urządzeń ustalenie spójnych kryteriów kontroli przychodzącej i ograniczenie sporów podczas kwalifikacji produkcji.
Wykluczenie krawędzi to obszar peryferyjny pomiędzy krawędzią płytki a granicą obszaru wykorzystywanego do określonych pomiarów lub oceny jakości. Należy to jasno określić przy określaniu płaskości, defektów, cząstek lub jednorodności epitaksjalnej.
Odpowiednio kontrolowany skos zmniejsza koncentrację naprężeń ostrych krawędzi i pomaga ograniczyć odpryski podczas manipulacji. Może również wpływać na zachowanie podczas obróbki bliskiej krawędzi podczas epitaksji, powlekania, czyszczenia i litografii.
Tak. Pod wizualnie gładką powierzchnią mogą pozostać mikropęknięcia i uszkodzenia podpowierzchniowe. W przypadku wymagających zastosowań może być wymagana powiększona kontrola i odpowiednie kontrole procesu lub metrologii.
W miarę jak produkcja węglika krzemu zmierza w kierunku większych średnic płytek, jakość krawędzi staje się coraz ważniejsza. Dla 200 mmPłytka SiC, nie wystarczy ocenić tylko średnicę, grubość, TTV, łuk, osnowę i chropowatość powierzchni. Stan obwodu płytki może bezpośrednio wpływać na stabilność obsługi, obróbkę epitaksjalną, czyszczenie, litografię, przerzedzanie płytki i wydajność dalszego urządzenia.
Płytka może mieć doskonale wypolerowaną powierzchnię środkową, a jednocześnie zawierać odpryski na krawędziach, mikropęknięcia lub uszkodzenia podpowierzchniowe wokół skosu. Wady te mogą stać się źródłami cząstek lub punktami inicjowania uszkodzeń mechanicznych podczas późniejszego przetwarzania.
Z tego powodu nabywcy podłoży SiC o grubości 200 mm powinni uwzględnić w specyfikacji płytek geometrię skosu, wykluczenie krawędzi, limity wykruszania się krawędzi i wymagania dotyczące kontroli krawędzi, zamiast traktować krawędź jako cechę drugorzędną.
Zwiększanie średnicy płytki zwiększa liczbę urządzeń, które można obrobić na płytce, ale zwiększa także wymagania mechaniczne i kontrolne stawiane podłożu.
Płytka SiC o grubości 200 mm musi przejść przez wiele zautomatyzowanych systemów, w tym:
Podczas tych operacji krawędź płytki ulega powtarzającemu się kontaktowi mechanicznemu i cyklom termicznym.
Dlatego nawet stosunkowo małe wady krawędzi mogą stać się istotne.
Typowe zagrożenia związane z krawędzią obejmują:
Prace SEMI nad specyfikacjami polerowanych monokrystalicznych płytek SiC obejmowały w szczególności cechy fizyczne, takie jak kształt krawędzi, płaskość, orientacja i defekty, w miarę jak branża zmierzała w kierunku podłoży o grubości 200 mm.
Zewnętrzny obwód płytki półprzewodnikowej jest zwykle ukształtowany, a nie ostry, 90-stopniowy narożnik.
Ten ukształtowany obszar jest powszechnie określany jako skos, profil krawędzi lub kontur krawędzi.
Celem kształtowania krawędzi jest zmniejszenie koncentracji naprężeń mechanicznych i zwiększenie odporności płytki na odpryski podczas przenoszenia i przetwarzania.
Metodologia badania konturu krawędzi waflowej firmy SEMI wskazuje, że konturowanie krawędzi pomaga zmniejszyć odpryski, a także może zmniejszyć problemy, takie jak korona krawędzi epitaksjalnej i zgrubienie krawędzi fotorezystu.
W przypadku płytek SiC geometria skosu jest szczególnie ważna, ponieważ SiC jest niezwykle twardy, ale stosunkowo kruchy podczas obróbki mechanicznej.
Specyfikacja zakupu płytek może wymagać określenia:
Nie ma jednej geometrii skosu, która byłaby idealna dla każdego procesu.
Odpowiedni profil zależy od takich czynników jak:
Z tego powodu wyrafinowani nabywcy powinni unikać określania wyłącznie „standardowego skosu”.
Jeżeli geometria krawędzi ma kluczowe znaczenie, w specyfikacji zakupu należy uwzględnić uzgodniony rysunek profilu krawędzi lub metodę kontroli.
Wykluczenie krawędzi (EE) definiuje obszar peryferyjny płytki, który jest wyłączony z pewnych wymagań dotyczących powierzchni lub geometrii.
W terminologii SEMI wykluczenie krawędzi to zasadniczo odległość między granicą obszaru o ustalonej jakości a nominalnym obwodem płytki.
To rozróżnienie jest ważne, ponieważ właściwości płytki często zmieniają się w pobliżu krawędzi.
Przykłady obejmują:
W związku z tym kupujący nie powinien po prostu określić:
TTV ≤ X µm
Pełniejsza specyfikacja powinna wyjaśniać, gdzie mierzy się TTV i jakie stosuje się wykluczenie krawędzi.
Ta sama zasada dotyczy:
Geometria bliskiej krawędzi stała się na tyle ważna, że SEMI M67 definiuje wyspecjalizowane metryki, takie jak ESFQR, ESFQD i ESBIR, do oceny geometrii płytki blisko obwodu.
Odpryski krawędzi to jedna z najbardziej widocznych wad krawędzi płytek.
Może wystąpić podczas:
Odprysk może początkowo wydawać się jedynie defektem kosmetycznym, jednak jego znaczenie zależy od jego głębokości, szerokości, umiejscowienia oraz tego, czy pęknięcie wychodzi poza obszar ukruszenia.
W przypadku płytek produkcyjnych kupujący powinni zatem unikać specyfikacji takich jak:
Brak poważnych odprysków krawędzi.
Sformułowanie to jest trudne do obiektywnej kontroli.
Lepsze zapytanie ofertowe powinno definiować mierzalne kryteria akceptacji, takie jak:
Uszkodzona krawędź może stać się punktem koncentracji naprężeń.
Podczas późniejszego obciążenia termicznego lub mechanicznego istniejące pęknięcie może sięgać dalej w głąb płytki.
Ryzyko staje się szczególnie istotne podczas:
Najbezpieczniejszym podejściem jest zatem ocena zarówno widocznego chipa, jak i możliwości związanych z nim mikropęknięć.
Jednym z trudniejszych problemów z jakością są uszkodzenia podpowierzchniowe, czyli dyski SSD.
Krawędź płytki może wydawać się gładka podczas normalnej kontroli wzrokowej, podczas gdy pod powierzchnią pozostaje uszkodzony materiał.
Badania dotyczące obróbki SiC wykazały, że szlifowanie może powodować uszkodzenia, w tym wżery i podpowierzchniowe pęknięcia boczne lub środkowe. Badania nad 4H-SiC wykazały również, że szlifowanie i polerowanie może pozostawić na powierzchni uszkodzenia w skali nano, które nie są w pełni odzwierciedlone w zwykłych pomiarach chropowatości powierzchni.
Potencjalne formy dysków SSD obejmują:
Ważne zmienne obejmują:
Grubsza lub bardziej agresywna obróbka mechaniczna zazwyczaj tworzy głębszą warstwę uszkodzeń, którą należy następnie usunąć lub zredukować.
Z tego powodu sam wygląd przypominający lustro nie może świadczyć o doskonałej integralności mechanicznej krawędzi płytki.
Jakość krawędzi staje się szczególnie ważna, gdy podłoże SiC będzie stosowane do wzrostu homoepitaksjalnego.
Zła geometria krawędzi może przyczynić się do powikłań procesowych w pobliżu obwodu płytki, w tym:
Producent urządzenia może celowo wyłączyć część obwodu płytki z powierzchni użytkowej urządzenia, jednak nadmierne uszkodzenie krawędzi może wykraczać poza planowaną strefę wykluczenia.
Dlatego też w przypadku podłoża SiC gotowego do epitaksji w zapytaniu ofertowym należy uwzględnić związek pomiędzy:
skos fizyczny → wykluczenie krawędzi → powierzchnia użytkowa → wykluczenie epitaksjalne → wydajność urządzenia
zamiast traktować te elementy niezależnie.
W przypadku podłoży SiC o grubości 200 mm kontrola przychodząca powinna przebiegać w uporządkowanej kolejności.
Przed otwarciem pojemnika na wafle sprawdź:
Pomaga to odróżnić uszkodzenia transportowe od wad produkcyjnych.
Potwierdzać:
Identyfikowalność staje się szczególnie ważna w przypadku wielokrotnego stwierdzania uszkodzeń krawędzi w tej samej partii produkcyjnej.
Sprawdź cały obwód pod kątem:
Warunki inspekcji powinny być ujednolicone.
W przypadku konieczności wykrycia mniejszych defektów można zastosować powiększenie optyczne.
Szczególną uwagę należy zwrócić na:
Na szczególną uwagę zasługuje obszar karbu, ponieważ lokalna geometria różni się od obwodu płytki kołowej.
W razie potrzeby zmierzyć:
SEMI M73 zapewnia metodologię wyodrębniania cech ze zmierzonych profili krawędzi płytek, odzwierciedlając rosnące znaczenie ilościowego kontrolowania kształtu krawędzi w zaawansowanym przetwarzaniu płytek.
Protokół z inspekcji powinien zawierać również uzgodnione parametry geometrii płytki, takie jak:
Nie należy automatycznie zakładać, że geometria bliskiej krawędzi zachowuje się identycznie jak centralny obszar płytki.
Na koniec sprawdź relację pomiędzy skosem a wypolerowaną powierzchnią płytki.
Sprawdź:
Praktyczne zapytanie ofertowe może zawierać następujące elementy:
| Parametr | Przykładowe informacje do określenia |
|---|---|
| Tworzywo | 4H-SiC |
| Średnica | 200 mm |
| Przewodność | Typ N / półizolacyjny |
| Orientacja | Wymagania klienta |
| Poza osią | Określ kąt i kierunek |
| Grubość | Wartość nominalna + tolerancja |
| Powierzchnia | Si-face polerowany / DSP / inny |
| TTV | Maksymalnie dozwolone |
| Ukłon | Maksymalnie dozwolone |
| Osnowa | Maksymalnie dozwolone |
| Profil krawędziowy | Standardowy lub uzgodniony rysunek dostawcy |
| Wykluczenie krawędzi | Określ wykluczenie pomiaru |
| Odpryskiwanie | Maksymalny rozmiar i ilość |
| Spękanie | Zdefiniuj dozwolone / niedozwolone |
| Kontrola skosu | Wizualne / optyczne / wymiarowe |
| Cząstki powierzchniowe | Zdefiniuj próg inspekcji |
| Chropowatość powierzchni | Strona pomiaru i lokalizacja |
| Opakowanie | Pojedyncze opakowanie waflowe / kasetowe / do pomieszczeń czystych |
| Raport z inspekcji | Wymagany |
| Identyfikowalność | Wymagany identyfikator partii i opłatka |
Dokładne wartości akceptacji powinny zostać uzgodnione pomiędzy dostawcą a klientem, ponieważ procesy urządzeń i systemy metrologiczne są różne.
Kupujący przed zakupem podłoża o grubości 200 mm mogą zapytać:
Pytania te są często bardziej przydatne niż zwykłe żądanie standardowego wafla „najwyższej jakości”.
W miarę jak produkcja SiC zmierza w kierunku produkcji 200 mm, jakość krawędzi płytki staje się ważnym elementem kwalifikacji podłoża.
Centralna polerowana powierzchnia może być przedmiotem największej uwagi, ale geometria skosu, wykluczenie krawędzi, odpryski i ukryte uszkodzenia podpowierzchniowe mogą mieć wpływ na niezawodność obsługi, obróbkę epitaksjalną, kontrolę zanieczyszczeń i użyteczną powierzchnię płytki.
Dla zespołów zakupowych kluczem jest zastąpienie niejasnych wymagań, takich jak „dobra jakość krawędzi”, mierzalnymi specyfikacjami.
Zapytanie ofertowe dotyczące kompletnej płytki SiC o średnicy 200 mm powinno zatem określać:
geometria skosu + wykluczenie krawędzi + kryteria odprysków + akceptacja pęknięć + metoda kontroli + geometria płytki + wymagania dotyczące raportowania.
Jasne specyfikacje krawędzi ułatwiają zarówno dostawcy płytek, jak i producentowi urządzeń ustalenie spójnych kryteriów kontroli przychodzącej i ograniczenie sporów podczas kwalifikacji produkcji.
Wykluczenie krawędzi to obszar peryferyjny pomiędzy krawędzią płytki a granicą obszaru wykorzystywanego do określonych pomiarów lub oceny jakości. Należy to jasno określić przy określaniu płaskości, defektów, cząstek lub jednorodności epitaksjalnej.
Odpowiednio kontrolowany skos zmniejsza koncentrację naprężeń ostrych krawędzi i pomaga ograniczyć odpryski podczas manipulacji. Może również wpływać na zachowanie podczas obróbki bliskiej krawędzi podczas epitaksji, powlekania, czyszczenia i litografii.
Tak. Pod wizualnie gładką powierzchnią mogą pozostać mikropęknięcia i uszkodzenia podpowierzchniowe. W przypadku wymagających zastosowań może być wymagana powiększona kontrola i odpowiednie kontrole procesu lub metrologii.
english
français
Deutsch
Italiano
Русский
Español
português
Nederlandse
ελληνικά
日本語
한국
العربية
Türkçe
polski