国家标准计划《半导体晶片近边缘几何形态评价 第2部分:边缘卷曲法(ROA)》由 TC203(全国半导体设备和材料标准化技术委员会)归口,TC203SC2(全国半导体设备和材料标准化技术委员会材料分会)执行 ,主管部门为国家标准委。
主要起草单位 山东有研半导体材料有限公司 、中环领先半导体材料有限公司 、杭州中欣晶圆半导体股份有限公司 、上海新昇半导体科技有限公司 、浙江海纳半导体有限公司 、麦斯克电子材料股份有限公司 、浙江金瑞泓科技股份有限公司 、上海合晶硅材料股份有限公司 、南京国盛电子有限公司 。
77 冶金 |
77.040 金属材料试验 |
随着硅片直径的增加和线宽的不断降低,对硅片几何参数的要求也在不断提高,而影响硅片几何参数的最大因素来源于硅片的近边缘区域(通常指硅片边缘30mm的环形区域)。
究其原因主要是和目前使用的硅片加工工艺有关,由于研磨、腐蚀、抛光工艺本身的边缘效应特点,硅片在近边缘区域的厚度、平整度等形态的控制难度相对更大,因此在近边缘区域,硅片几何形态质量变差的现象相对更为常见。
2006年到2010年,国际上针对作为集成电路衬底的硅抛光片(包括外延片、SOI片等)陆续出台了针对大直径硅片近边缘区域几何形态的四个评价标准,以不同的测试区域、计算方法对这一区域进行评价,量化了近边缘区域的几何形态参数。
对于有效的评价和管控硅片的近边缘区域几何形态,进而提高硅片整体质量和集成电路芯片的成品率,进一步提升技术代的升级都有着重要的意义。
特别是在目前的国际形势下,发展我国自己的大直径、高质量半导体硅片,彻底摆脱在半导体材料和器件方面的落后状态更是有着非常重要的意义。
考虑到近些年来其他半导体材料如碳化硅、磷化铟等半导体材料的快速发展,其抛光片尺寸也在迅速增大,如6英寸碳化硅抛光片也已经产业化,这些半导体晶片的测试方法大都是沿用硅片的测试方法,或者在走硅片发展的相似道路。
虽然目前其他半导体晶片还没有近边缘区域的评价需求,但本标准从方法原理上也适用于其他半导体晶片,为了避免今后相关标准的重复立项,也为了给其他半导体晶片提供发展方向,本标准范围界定为半导体晶片近边缘几何形态的评价,而不是仅仅限定于硅片。
本标准规定了采用边缘卷曲度法评价半导体晶片近边缘形态的原理、试验步骤及计算方法等内容,主要针对于8-12英寸硅片。该评价方法同样适用于其他尺寸的硅片和不同材料的半导体晶片。 方法原理:扫描测试晶片,获得高度的空间阵列。在确认数据的平滑性和沿晶片半径方向的弯曲翘曲干扰因素被剔除以后,利用高度阵列数据拟合出的数学模型,计算数学模型的预测值和实测值之间的偏差,通过此偏差反映硅片的近边缘形态。 晶片近边缘几何形态评价方法拟分为4个部分,本次申报第2部分“边缘卷曲度法(ROA)”此前申报了第1部分“高度径向二阶导数法(ZDD)”,此后会将边缘卷曲评价方法(ROA)、边缘扇形局部平整度评价方法(ESFQR、ESFQD和ESBIR)以及边缘不完整区域的局部平整度评价方法分别作为第3、4部分进行申报,以与国际评价方法接轨,形成系列完整的近边缘几何形态的评价方法,以满足集成电路制备中不同工艺需求。