GB T 6618-2009 硅片厚度和总厚度变化测试方法.pdf

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1、 I臼29.045日80G昌中华人民共和国国家标准GB/ T 6618-2009 代替GB/T6618- 1995 硅片厚度和总厚度变化测试方法Test method for thickness and total thickness variation of silicon slices 2009-10-30发布2010-06-01实施中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局唱舍中国国家标准化管理委员会a叩 前昌本标准代替GB/T6618-1995.本标准与GB/T6618-1995相比，主要有如下变化2一一将适用范国扩展到外延片，一一培加了第4章干扰因素;一一增加了150mm和200mm两种

2、规格的基准环的尺寸a一一增加了7.2仪器校正的内容。本标准由全国半导体设备和材料标准化技术委员会提出.本标准由全国半导体设备和材料标准化技术委员会材料分技术委员会归口。本标准起草单位:北京有研半导体材料股份有限公司。本标准主要起草人3卢立延、孙燕、社娟.本标准所代替标准的历次版本发布情况为:一一-GB6618-1986、GB/T6618-1995. G/T 6618-2009 I GB/T 6618-2009 硅片厚度和总厚度变化测试方法范围本标准规定了硅单晶切割片、研磨片、抛光片和外延片简称磁片)厚度和总厚度变化的分立式和扫描式测量方法.本标准适用于符合GB/T12964、GB/T12965

3、、GB/T14139规定的尺寸的磁片的厚度和总厚度变化的测il.在测试仪锋允许的情况下，本标准也可用于其他规格硅片的厚度和总厚度变化的测量.2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款.凡是注目朔的引用文件，其随后所有的修改单不包括勘误的内容或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注目朔的引用文件，其最新版本适用于本标准.GB/T 2828. 1 计数抽样检验程序第1部分:按接收质量限(AQL)检煞的逐批被验抽样计划(GB/T 2828.1-2003,ISO 2859-1:1999 ,IDT) GB/T 129

4、64 硅单品抛光片GB/T 12965 磋单晶切割片和研磨片GB/ T 14139 硅外延片3 方法民述3. 1 分立s式测量在硅片中心点和距硅片边缘6mm圆周上的4个对称位置点测量硅片厚度.其中两点位于与磋片主参考面垂直平分线逆时针方向的夹角为30。的直径上，另外两点位于与该直径相垂直的另一直径上见图1).硅片中心点厚度作为硅片的标称厚度.5个厚度测量值中的最大厚度与最小厚度的差值称作硅片的总厚度变化.回1分立点测量方式时的测量点位置 GB/ T 6618-2009 3.2 扫描式测量磁片由基准环上的31个半球状顶端主承.在磁片中心点进行厚度测量，测量值为硅片的标称厚度.然后按规定倒影扫描硅

5、卅表面，进行厚度测量，自动指示仪显示出总厚度变化.扫描路径图且因2.4. 1 5 C:B/T 6618-2009 5.1.4厚度校正标准样片，厚度值的范围从O.13 .rnm-l. 3 mm.每两片间的间隔为0.13mm土0.025 mm 5.2 非接触式测量仪由一个可移动的基准环，带有指示榕的固定探头装置，定位器和平板所组成，各部分如下$5.2. 1 辈准环由一个封闭的基座和3个半球形文承柱组成。基P在环有数种(见图3).皆由金属制造;其热膨胀系数在室温下不大于6XlO-6rc;环的厚度至少为19mm.研磨底丽的芋，整度在0.25m之内。外径比被测磁片直径大50mm.见表1.硅片标称直径50

6、.8 44.45 76.2 69.85 一一一-_.一一-一一_._80.0 73.65 90.0 83.65 100 . 0 93.65 125.0 118.65 150.0 143.65 200.0 193.65 63.88 89.54 一二93.20 103.20 113.20 138.20 163.20 213. 20 单位为毫米z 101. 6 127.。130.8 140.8 150.8 175.8 203. 2 260.4 3 C8/Y 6618- 2009 5.2. 1. 1 3个半球形支承柱，用来确定基准环的平商并在圆周上等距分布，允许偏差在土0.13mm范围内.支承柱虚自碳

7、化鸽茧与其类似的、有较大硬度的金属材料制成，标称直径为3.18mm，其高度越过基准环表面(.59士0.13mm.各支承校的顶楼应抛光，褒丽的!l:大粗槌度为0.25,tm. 准环放置于平板上.每个立承桂顶端和平板褒宙之间的距离相等，其误差为1.0m.出基准环确定的平面是与3句:支承位相饲的平商.5.2. 1. 2 3个剧柱形定位，销对试样进行定位，其在四周边界上间距大致相等，四周标称直径等于销子的直径和磁片母大允许直径之机销子比支承柱至少要高出0.38mm.推荐用硬塑料做定位销.5.2. 1. 3 探头停放位置:在摹谁环中磁片标称直径切口部分，为探头停放位置，以便探头装置离开试样，插入或取出精

8、密平扳.35.2.2管指示骗的探头装置自-对元生触位移传撼的探头，探头支撑架和指示单元组成.上下探头应与磁片上下袭商银测位置相对应.丽走探头的公共制应与基准环所决定的平面委宜在土.20之内).指示黯应能够显示每个探头各自的输出信号，并能手动复位.该装置应该满足下列要求=5.2.2.1 探亲传感商直径应在1.57 mm-5. 72 mm范回.5.2.2. 2 探测位置垂直方向的位移分辨率不大子0.25m.5. 2.2. 3 在板称零位置附近，每个探头的位移范围至少为25m.5.2.2. 4 在满刻度读数的0.5Y之内呈线性变化.5.2.2.5 在扫描中，对自动徽据来样模式的仪器，采集数据的能力每

9、秒钟至少100个数据点.5.2.2.6 探到传感原理可以是咆榕的、光学的或任何其他非接触方式的，应选用适当的探头与硅片褒面问距.规定非接触是为防止探头使试样友生形变.指示辑单元通常可具有，(1)计算和存储成对位移测量的和或差但以及识别这些数量娘大和最小值的手段，(2)存储备探头测量值的选择显示开关等.银示可以是数字(IIJ或模拟的刻度鑫)，推荐用数字读出，来消除操作者寻|人的读敛误差.5.2.3 定位指限制基准并移动的装置，除停放装置外，官使探头固定轴与试样边缘的最近距离不能小于6川m.时坏的吧些4.固4基准坏的定位5.2.4 花岗岩平板:工作面至少为305mmX355 mm. 探头。._远离

10、佛作者停放的基1ft!环-一平匠5, 2.5 厚度校准样片z变化范围等于待测硅片标称厚度士0.125mm，约50m为一挡.每个校$样片的表团粗糙虎在0.25阳之内，蹲度变化小子1.25m.标准样片面极至少应为1.6 cmz，最小边长为13 mm GB/T 6618一20096 取样原则与试样制备6. 1 从一批硅片中按GB/T2828.1计数抽样方案或双方商定的方案抽取试样。6.2 硅片应具有清洁、干燥的表面。6.3 如果待测硅片不具备参考丽，应在硅片背丽边缘处做出测量定位标记.7 测量程序7. 1 测量环绕条件7. 1. 1 温度:18C-28 C. 7. 1.2 湿度:不大于65%.7.

11、1. 3 洁净度:10000级洁净室。7. 1.4 具有电磁屏蔽，且不与商频设备共用电源.7. 1. 5 工作台振动小于0.5品。7.2 仪笛枝E7.2.1 用一组厚度校正标准片见5.2.5)置于厚度测量仪平台或支架上进行测量。7.2.2 调整厚度测量仪，使所得测量值与厚度校芷标准片的厚度标准值之差在2，.m以内。7.2.3 以标称厚度为横坐标，测试值为纵坐标在坐标系主销点，通过两个端点画一条直线。在两个端点画出对应端点值土0.5%的两个点，通过两个+0.5%和一0.5%的点各画条限制线如图5所示)，观察描绘的点都落在限制线之内(含线上)，就认为设备满足测试的线性要求。否则应对仪器重新进行调整

12、.回5仪器的厚度线性校准7.3 测量校准7.3. 1 用一块与被测硅片厚度相差50m之内的厚度标准片，置于厚度测量仪平台或支架上进行测量.7.3.2 调整厚度测量仪，使所得测量值与该厚度校正标准片的厚度标准值之差在2m以内即可.7.4 测量7.4. 1 分立点式测量包括接触式与非接触式两种.7.4. 1. 1 选取待测硅片，正面朝上放入夹具中，或置于厚度测量仪的平台或支架上.5 GB/ T 6618一97.4.1.2将吵测量仪等头篮子硅汁中心位置且图1)(偏捏在土2mm之内)，测量厚度记为.即为该片标称厚度.;(采用接触式测量时，成翻转硅片，重复操作，厚度记为t. ，比较与t， ，毫/J、值为

13、该片标称厚度值.7.4. 1.3 移动幢片，使厚度测量仪探头依次位于硅片上位置2、3、4、见圈。偏差在士2mm之内) 测量厚度分别记为z、.、马、15.7.4.2 扫描封测量7. 4.2.1 采用非接触式由原仪.如果还未组装，将与被测硅片尺寸相对应的基准环被配在平板上以及装上相应的定位器，限制环移动，俭聋探头应在远离操作者位置见图的.7. 4.2.2 把d样放在支惫位上，使主参考面与参考面取向线平行，披测硅片的周界应与最靠近探头停放位置的两个生位销贴崇.7.4日叫皮测量仪靠头置于硅片中心位置l(见图以偏差在士2mm之内)，测量厚度记扣，即为该片的标称V，J皮.7. 4.2.4 移动平板上的基准

14、环，直到探头处于扫描开始位置为止.7. 4.2.5 指导指复位-7.4.2.6 移动平台上的基准环，使探头沿曲线和直线段1-7扫描见图2).7.4.2.7 沿扫描路线，以m为单位，记录被测量点上、下表面的各自位移最.对于直接读数仪器，记录成对位移之精l值的簸大值与经小值之楚，即为该硅片总厚度变化值.7. 4.2.8 仅对仲裁位测量要军复7.4.2.5-7.4.2.7操作达9次以上-7.4.2.9 放量基准环使掉头处于停放位置，然后取出试样.7.4.2. 10 对如个测量在片，进行7.4.2.2-川.2.9的操作步骤-8 测量结果叶算8. 1 直接读般的测量仪，对分立点式测量，选出11、ls、中

15、量大值和最小值，然后求某些值，X扫描式测量，囱岸皮簸大测蠢值减去越小测量值，将此差但记录为总厚度变化.U 倘若仪在不是直接读数的，对每个硅片要计算每对位移值a和b之和，同时，检查和值，确定级大利最小值.枫据下列关系计算总厚度变化(TTV):TTV = I (b + a ) I _ - I (b + 11) I时，式中:TTV-，)总厚度变饨，单位为微米(m)1a_l被测硅片让表面和上探头之间的距离，单位为微米【m);b寸被测硅片协商和下探头之间的距离，单位为酬smax一寸表示和值阳最大值，min-斗表示和值栩最小值-9 精密度通过对厚度范围360m-500m.直径76.2mm土0.4mm.研磨

16、片30片，抛光片172片，在7个实验室进行7循环测量.9. 1 非接触拭测量9. 1. 1 对非接触式厚;度测量，单个实验室的2(1标准偏差小子5.4m，多个实挫室的精密度为土0.7%.9. 1. 2 对司在续触式总厚度变化(TTV)测量，单个实捡室的2(1标准偏差扫描法小子3.8m.分立点式小子4.9叫，多个实验崔间的精密度扫描法为士19.%.分立点式为土38% GB/ T 6618- 2009 9.2 接触式测量9.2. 1 对于接触式厚度测量，单个实验室的2标准偏差小子4.3rn，多个实验室间的精密度为土0.4%。9.2.2 对于接触式总厚度变化测量./(1个实验室的20标准偏差小于3.

17、6rn.多个实验室问的精宿皮为土32.% 10 试验报告试验报告应包括下列内容:a) 试样批号、编号;b ) 硅片标称直径;c) 测量方式说明:d) 使用厚度测量仪的种类和型号$0 中心点厚度;f) 硅片的总厚度变化Fg) 本标准编号r;h) 测量单位和测量者;i) 测量日期. gON|-阳、筒。华人民共和国家标准硅片厚度和总厚度变化测试方法GB/T 6618-2009 国中 中国标准出版社出版发行北京复兴门外三里河北街16号郎政编码，100045网址电话，6852394668517548 中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷各地新华书店经销 开本880X12301/16 印张O.15 字敷14千字2010年1月第-版2010年1月第-次印刷 定价16.00元如有印装差错由本社发行中心调换版权专有侵权必究举报电话:(010)68533533书号:155066. 1-39863 打印日期:2010年2月2日