硅片的几何参数及测试孙晓波;苗泽志;李永生【摘要】本文介绍了硅片的几何参数：直径、厚度、平整度、粗糙度、弯曲度、翘曲度等的含义和测试原理及方法。
%This article introduces the principle and method for testing ,the meaning of geometric parameters of silicon wafers such as diameter, thickness, flatness, roughness, bow and warp.【期刊名称】《现代制造技术与装备》【年(卷),期】2012(000)006【总页数】3页(P42-43,57)【关键词】硅片;几何参数;测试【作者】孙晓波;苗泽志;李永生【作者单位】中国电子科技集团公司第二研究所,太原030024;中国电子科技集团公司第二研究所,太原030024;中国电子科技集团公司第二研究所,太原030024【正文语种】中文【中图分类】TH132.41引言随着IC工艺、技术的不断发展，硅片的产量越来越大（见表1），直径尺寸越做越大（见图1），厚度越做越薄。
表11997 ～2002年全球硅片的生产情况图1 硅片直径的变化随着大规模集成电路、超大规模集成电路和特超大规模集成电路的发展，对硅片的质量特征参数的要求越来越高。
硅片的几何参数主要有以下几个方面：直径（Diameter）；厚度（Thickness）；平整度（Flatness）；粗糙度（Roughness）；弯曲度（Bow）；翘曲度（Warp）；总厚度变化（Total Thickness Variation）。
1 硅片的几何参数及测试1.1 直径（1）定义。
直径是硅片的重要参数，是指横越硅片表面，通过硅片中心点且不包含任何参考面或圆周基准区的直线距离。
直径是依照ASTM Std F-613来测量的。
（2）测试仪器。
硅片的直径可以使用光学比较仪和标准测量块组进行测量。
硅片抛光知识点总结一、硅片抛光工艺流程硅片抛光的工艺流程一般包括粗磨、精磨和抛光三个步骤。
具体流程如下：1. 粗磨：在这一步中，硅片表面的划痕和磨损层被去除，通常使用研磨粒径为10-20μm 的研磨料进行研磨。
2. 精磨：在粗磨后，需要进行精细磨削，以达到更高的表面光洁度。
通常使用研磨粒径为3-6μm的研磨料进行研磨。
3. 抛光：最后一步是抛光，通过化学机械抛光（CMP）来去除研磨过程中产生的划痕和光洁度不足的表面，使其达到光学平整度。
二、抛光机理硅片抛光是一种物理和化学结合的加工过程。
在抛光过程中，研磨料与硅片表面发生摩擦和化学反应，导致硅片表面的材料被去除，从而实现平整光滑的表面。
在抛光过程中，研磨料的选择、磨料与硅片表面的相互作用以及抛光液的化学成分都对抛光效果有着重要影响。
三、抛光参数的影响在硅片抛光过程中，有许多参数会影响抛光结果，包括研磨料的类型和粒度、磨削压力、抛光速度、抛光液的成分和浓度等。
其中，研磨料的类型和粒度是最为关键的参数，其选择直接影响到抛光效果和表面质量。
磨削压力和抛光速度对研磨料与硅片表面的接触和作用力有着重要影响，能够调节抛光的表面光洁度和去除率。
而抛光液的化学成分和浓度则能影响到抛光过程中的化学反应，通过增加抛光液中氧化剂或酸碱度来实现更好的抛光效果。
四、抛光质量的评价抛光质量的评价主要包括表面光洁度、平整度和去除率等指标。
表面光洁度是抛光质量的主要指标之一，其能够直接影响到后续工艺的成像和光学特性。
平整度则是表面的平整程度，其影响到晶圆接触的均匀性和光学特性。
而去除率则是指研磨和抛光过程中被去除的硅片材料的厚度，其是评价抛光效果和工艺控制的重要指标之一。
综上所述，硅片抛光是一种关键的半导体加工工艺，其对半导体器件的性能和可靠性具有重要影响。
抛光工艺流程、抛光机理、抛光参数的影响以及抛光质量的评价是硅片抛光的关键知识点，对于理解抛光工艺、优化抛光参数和控制抛光质量具有重要意义。
硅片的检测1：硅片表面光滑洁净2：TV：220±20um 。
3：几何尺寸：边长：125±0.5mm；对角150±0.5mm、148±0.5mm、165±0.5mm；边长：103±0.5mm、对角：135±0.5mm；边长：150±0.5mm、156±0.5mm、对角：203±0.5mm、200±0.5mm、。
同心度：任意两个弧的弦长之差≤1mm垂直度：任意两边的夹角：90°±0.3二、合格品一级品：垂直度：任意两边的夹角：90°±0.5二级品：1：表面有少许污渍、线痕。
凹痕、轻微崩边。
2：220±30um ≤TV≤220±40um。
3：凹痕：硅片表面凹痕之和≤30um4：崩边范围：崩边口不是三角形，崩边口长度≤1mm ，深度≤0.5mm 5：几何尺寸：边长：125±0.52mm；对角150±0.52mm、148±0.52mm、165±0.52mm；边长：103±0.52mm、对角：135±0.52mm；边长：150±0.52mm、156±0.52mm、对角：203±0.52mm、200±0.52mm、。
同心度：任意两个弧的弦长之差≤1.5mm垂直度：任意两边的夹角：90°±0.8三级品：1：表面有油污但硅片颜色不发黑，有线痕和硅洛现象。
2：220±40um ≤TV≤220±60um。
3：硅落：整张硅片边缘硅晶脱落部分硅晶脱落。
三、不合格品严重线痕、厚薄片：TV＞220±60um。
崩边片：有缺陷但可以改￠103的硅片气孔片：硅片中间有气孔外形片：切方滚圆未能磨出的硅片。
倒角片（同心度）：任意两个弧的弦长之差＞1.5mm菱形片：（垂直度）：任意两边的夹角＞90°±0.8凹痕片：硅片两面凹痕之和＞30um脏片：硅片表面有严重污渍且发黄发黑尺寸偏差片：几何尺寸超过二级片的范围。
硅片质量特性1.1 厚度(T)•在给定点处垂直于表面方向穿过晶片的距离称为晶片的厚度。
•标称厚度指硅片中心点的厚度。
• 1.2 总厚度变化（TTV）•在厚度扫描或一系列点的厚度测量中，最大厚度与最小厚度之间的绝对差值为该晶片的总厚度变化，即TTV值。
•TTV=Tmax-Tmin• 1.3 弯曲度（BOW）•弯曲度是硅片中线面凹凸形变的量度。
它是硅片的一种体性质，与可能存在的任何厚度变化无关。
•中线面：也称中心面，即硅片正、反面间等距离点组成的面。
• 1.4 翘曲度（Warp）•翘曲度是硅片中线面与一基准平面偏离的量度，即硅片中线面与一基准平面之间的最大距离与最小距离的差值。
它是硅片的一种体性质，与可能存在的任何厚度变化无关。
•翘曲度较弯曲度更能全面反映硅片的形变状态。
• 1.5 直径•横越圆片表面，通过晶片中心点且不包含任何参考面或圆周基准区的直线距离称为直径• 1.6 公差•公差指加工中所允许的最大极限尺寸与最小极限尺寸之差值。
也可以说是上偏差与下偏差之和。
•公称尺寸与最大极限尺寸之差称为上偏差；公称尺寸与最小极限尺寸之差称为下偏差。
• 1.7 沾污•沾污指硅片表面上，只凭目测可见到的众多名目外来异物的统称。
•大多数情况下，沾污可通过吹气，洗涤剂清洗或化学作用去除掉。
•（硅片加工中常见的有粉末、微粒、溶剂残留物、镊子及夹具痕迹、蜡、油污等各种类型的沾污）。
• 1.8 色斑•色斑是一种化学性的沾污，除非进一步的研磨或抛光，一般不能去除。
• 1.9 崩边•崩边指硅片表面或边缘非穿通性的缺损。
• 1.10 缺口•一种完全贯穿硅片厚度区域的边缘缺损称为缺口。
• 1.11 裂纹•延伸到硅片表面的解理或裂痕，它可能贯穿，也可能不贯穿硅片厚度区域。
• 1.12 划道•硅片表面机械损伤造成的痕迹，一般为长而窄的浅构槽。
• 1.13 刀痕(线痕)•硅片表面一系列半径为刀具半径的曲线状凹陷或隆起称为刀痕。
(线切割过程中由于钢线运动形成的凹凸痕迹称为线痕.)• 1.14 小坑（蚀坑），凹坑•小坑，硅片表面上一种具有确定形状的凹陷。
