Hej där! Jag är en leverantör av 8 Inch Silicon Wafer (200mm).8 tums silikonskiva (200 mm)Dessa wafers är superviktiga i halvledarindustrin, och att se till att de är defekta – fria är en stor sak. I den här bloggen kommer jag att dela med mig av några sätt att upptäcka defekter i 8-tums kiselwafers.
Visuell inspektion
Det enklaste sättet att börja är med en gammal god visuell inspektion. Du behöver ingen snygg utrustning för detta. Ta bara ett förstoringsglas eller ett mikroskop och titta närmare på wafern. Leta efter uppenbara saker som sprickor, nagg eller repor på ytan. Sprickor kan vara ett verkligt problem eftersom de kan få skivan att gå sönder under tillverkningsprocessen eller till och med påverka prestanda hos de chips som tillverkas av den.
Chips, å andra sidan, är som små saknade bitar av rånet. De kan orsakas av hanteringsfel eller problem under skärprocessen. Repor kan också störa ytkvaliteten och kan störa avsättningen av tunna filmer senare.
Visuell inspektion är snabb och enkel, men den har sina begränsningar. Den kan bara upptäcka relativt stora defekter. Mindre defekter, som mikrosprickor eller föroreningar, kommer att vara för små för att upptäckas med bara dina ögon och en grundläggande förstoringsglas.
Optisk inspektion
Optisk inspektion tar visuell inspektion till nästa nivå. Istället för att bara använda ett enkelt förstoringsverktyg använder vi avancerade optiska system. Dessa system kan använda tekniker som ljusfälts- och mörkfältsmikroskopi.
I ljusfältsmikroskopi lyser en ljuskälla direkt på skivan. Detta gör det enkelt att se ytornas egenskaper och eventuella stora defekter. Mörkfältsmikroskopi belyser dock skivan från sidan. Detta gör att små partiklar och defekter framträder som ljusa fläckar mot en mörk bakgrund.
En annan cool optisk inspektionsmetod är laserskanning. En laserstråle skannas över skivans yta och det reflekterade eller spridda ljuset analyseras. Eventuella förändringar i ljusmönstret kan indikera närvaron av en defekt. Till exempel, om det finns en bula eller en grop på skivan, kommer laserljuset att studsa av annorlunda, och systemet kan upptäcka denna förändring.
Optisk inspektion är bra eftersom den kan upptäcka mindre defekter än visuell inspektion. Men det har fortfarande vissa nackdelar. Den kanske inte kan upptäcka defekter som är dolda under ytan, som föroreningar inuti kiselmaterialet.
Elektronmikroskopi
När vi behöver titta ännu närmare på wafern kommer elektronmikroskopi väl till pass. Det finns två huvudtyper: svepelektronmikroskopi (SEM) och transmissionselektronmikroskopi (TEM).
SEM fungerar genom att skanna en fokuserad stråle av elektroner över skivans yta. Elektronerna interagerar med atomerna på ytan, och denna interaktion producerar signaler som sekundära elektroner och tillbakaspridda elektroner. Dessa signaler används sedan för att skapa en bild av ytan. SEM kan ge mycket högupplösta bilder, vilket gör att vi kan se detaljer så små som några nanometer.
TEM, å andra sidan, passerar en stråle av elektroner genom en mycket tunn sektion av skivan. Elektronerna som passerar genom används sedan för att skapa en bild. TEM är utmärkt för att titta på skivans inre struktur och kan upptäcka mycket små defekter som dislokationer i kristallgittret.
Elektronmikroskopi är verkligen kraftfullt, men det är också dyrt och tidskrävande. Du behöver en specialiserad anläggning för att använda dessa mikroskop, och provberedningen kan vara ganska komplicerad.
Röntgeninspektion
Röntgeninspektion är ett utmärkt sätt att upptäcka inre defekter i kiselskivan. Röntgenstrålar kan penetrera wafern och skapa en bild av dess inre struktur. Detta är användbart för att hitta saker som tomrum, som är tomma utrymmen inuti wafern, eller föroreningar som är gömda under ytan.
Det finns olika typer av röntgeninspektionstekniker. En vanlig metod är röntgentomografi. Detta innebär att man tar flera röntgenbilder av wafern från olika vinklar och sedan använder en dator för att rekonstruera en 3D-bild av den interna strukturen.
Röntgeninspektion är oförstörande, vilket innebär att vi kan inspektera wafern utan att skada den. Men det har också vissa begränsningar. Den kanske inte kan upptäcka mycket små defekter, och utrustningen är ganska dyr.
Elektrisk provning
Elektrisk testning handlar om att kontrollera waferns elektriska egenskaper. Vi kan mäta saker som resistivitet, kapacitans och konduktivitet. Eventuella avvikelser från förväntade värden kan indikera förekomsten av en defekt.
Till exempel, om resistiviteten hos skivan är högre än normalt, kan det betyda att det finns föroreningar i kislet som påverkar flödet av elektroner. Kapacitansmätningar kan berätta om kvaliteten på de isolerande skikten på wafern. Om kapacitansen är avstängd kan det vara ett tecken på en defekt i isoleringen.
Elektrisk testning är viktig eftersom den kan upptäcka defekter som kanske inte är synliga eller detekterbara med andra metoder. Men det kräver också specialiserad utrustning och en god förståelse för de elektriska egenskaperna hos kiselskivor.
Akustisk inspektion
Akustisk inspektion använder ljudvågor för att upptäcka defekter. När en ljudvåg färdas genom skivan, kommer eventuella defekter i materialet att göra att vågen reflekteras eller sprids annorlunda. Genom att analysera dessa förändringar i ljudvågen kan vi upptäcka förekomsten och lokaliseringen av defekter.
En vanlig akustisk inspektionsmetod är ultraljudstestning. Ultraljudsvågor skickas in i skivan och de reflekterade vågorna analyseras. Detta kan användas för att upptäcka inre defekter som delaminering, som är separationer mellan olika lager av skivan.
Akustisk inspektion är oförstörande och kan användas för att upptäcka defekter som är dolda under ytan. Men det kanske inte är lika exakt som vissa av de andra metoderna, särskilt för mycket små defekter.
Kombinera flera metoder
I verkligheten förlitar vi oss inte bara på en metod för att upptäcka defekter i 8-tums kiselskivor. Vi kombinerar vanligtvis flera metoder för att få en mer heltäckande bild av waferns kvalitet.
Vi kan till exempel börja med en visuell inspektion för att snabbt identifiera eventuella stora defekter. Sedan kan vi använda optisk inspektion för att leta efter mindre ytdefekter. Efter det kan vi använda elektronmikroskopi för att få en riktigt detaljerad titt på eventuella misstänkta områden. Elektriska tester kan göras för att kontrollera skivans övergripande elektriska prestanda, och akustisk inspektion och röntgeninspektion kan användas för att upptäcka interna defekter.
Genom att kombinera dessa metoder kan vi öka chanserna att upptäcka alla typer av defekter, oavsett om de är på ytan eller gömda inuti wafern.
Varför defektdetektering är viktig
Defektdetektering är avgörande i halvledarindustrin. Om vi inte upptäcker och tar bort defekta wafers kan det leda till en hel massa problem. Defekta wafers kan orsaka lägre utbyten i tillverkningsprocessen, vilket innebär att vi kommer att sluta med färre fungerande chips. Detta kan öka produktionskostnaderna och minska lönsamheten för verksamheten.
Dessutom kan defekta chips ha prestandaproblem. De kanske inte fungerar så snabbt som de ska, eller så kan de vara mer benägna att misslyckas. Detta kan leda till missnöje hos kunder och skada halvledarföretagets rykte.
Som leverantör av 8-tums kiselwafers förstår jag vikten av att tillhandahålla högkvalitativa produkter. Det är därför vi använder en kombination av dessa defektdetekteringsmetoder för att säkerställa att varje wafer vi levererar uppfyller de högsta standarderna.
Slutsats
Att upptäcka defekter i 8-tums kiselwafers är en komplex process som kräver en mängd olika metoder. Från enkel visuell inspektion till avancerad elektronmikroskopi och elektrisk testning, varje metod har sina egna styrkor och svagheter. Genom att kombinera dessa metoder kan vi säkerställa att vi fångar upp så många defekter som möjligt och förse våra kunder med wafers av bästa kvalitet.
Om du är på marknaden för högkvalitativa 8-tums kiselwafers eller är intresserad av andra storlekar som12 tums Silicon Wafer (300 mm)eller2 tums silikonskiva (50,8 mm), hör gärna av dig för en upphandlingsdiskussion. Vi är här för att förse dig med de bästa produkterna och lösningarna för dina halvledarbehov.
Referenser
- "Semiconductor Manufacturing Technology" av S. Wolf
- "Handbook of Silicon Wafer Cleaning Technology" av Werner Kern