硅抛光片检测:从样品到仪器,揭开检测的全面流程
概括
硅抛光片作为半导体制造中的关键材料,其质量直接影响芯片的性能和可靠性。为了确保其符合行业标准,必须进行严格的检测。本文将详细探讨硅抛光片的检测流程,包括样品选择、检测项目、使用的仪器以及具体的检测方法。通过这些手段,我们能够准确评估硅抛光片的品质,从而保障最终产品的高性能。
检测样品
硅抛光片的检测样品通常是经过初步加工、抛光处理后的单片或批量产品。这些样品需要符合一定的尺寸要求,以便于后续检测的准确性。一般来说,样品的直径通常为 100mm、150mm 或 200mm,厚度从 500μm 到 1.5mm 不等。根据不同的生产批次,可能还需要选择多个样本进行均匀性检测。
检测项目
硅抛光片的检测项目涵盖了多个方面,主要包括以下几项:
- 表面粗糙度:通过高精度仪器测量硅片表面的平整度和微观粗糙度。
- 表面缺陷:检测是否存在划痕、裂纹等物理性损伤。
- 厚度均匀性:通过测量硅片不同位置的厚度,评估是否均匀。
- 反射率:硅片的光学性质影响其在不同光照条件下的表现。
- 金属污染:检测硅片是否存在金属元素污染,以确保其电子性能。
检测仪器
硅抛光片的检测依赖于多种高精度仪器。常用的仪器包括:
- 表面轮廓仪:用于检测硅片表面的粗糙度和纹理,确保抛光效果符合要求。
- 扫描电子显微镜(SEM):用于检测表面缺陷和微观结构。
- 光学反射率计:用于测量硅片的光学反射率,帮助评估其表面质量。
- 激光干涉仪:常用于厚度均匀性检测,能够提供高精度的数据。
- ICP-MS(电感耦合等离子体质谱仪):用于检测硅片中的金属污染元素。
检测方法
硅抛光片的检测方法通常包括以下几种:
- 表面粗糙度检测:使用表面轮廓仪测量硅片的表面粗糙度,采用参数如Ra(算术平均粗糙度)和Rq(均方根粗糙度)来评估表面的平滑度。
- 缺陷检测:使用扫描电子显微镜(SEM)进行表面成像,放大观察表面是否有细小的划痕、裂纹等缺陷。
- 厚度均匀性检测:利用激光干涉仪进行非接触式的厚度测量,确保硅片的厚度在各个点上均匀。
- 金属污染检测:通过ICP-MS技术检测硅片表面或内部的金属元素浓度,确保其低于标准限制。
检测标准(部分)
《 GB/T 43313-2023 碳化硅抛光片表面质量和微管密度的测试 共焦点微分干涉法 》标准简介
- 标准名称:碳化硅抛光片表面质量和微管密度的测试 共焦点微分干涉法
- 标准号:GB/T 43313-2023
- 中国标准分类号:H21
- 发布日期:2023-11-27
- 国际标准分类号:77.040
- 实施日期:2024-06-01
- 技术归口:全国半导体设备和材料标准化技术委员会
- 代替标准:
- 主管部门:国家标准化管理委员会
- 标准分类:冶金金属材料试验
- 内容简介:
国家标准《碳化硅抛光片表面质量和微管密度的测试 共焦点微分干涉法》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化管理委员会。
本文件规定了4H碳化硅抛光片表面质it和微管密度的共焦点微分干涉测试方法。本文件适用于直径为50.8mm、76.2mm、100mm、150mm、200mm,厚度范围为300μm~1000μm碳化硅抛光片的表面质量和微管密度的测试。
《 YS/T 25-1992 硅抛光片表面清洗方法 》标准简介
- 标准名称:硅抛光片表面清洗方法
- 标准号:YS/T 25-1992
- 中国标准分类号:H22
- 发布日期:1992-03-09
- 国际标准分类号:29.045
- 实施日期:1993-01-01
- 技术归口:
- 代替标准:
- 主管部门:中国有色金属工业总公司
- 标准分类:电气工程YS 有色金属
- 内容简介:
行业标准《硅抛光片表面清洗方法》,主管部门为中国有色金属工业总公司。本标准规定了硅抛光片表面的清洗方法。本标准适用于硅抛光片表面的清洗。经清洗后表面再现原来的状态。本标准不适用于表面存在环氧树脂之类有机残留物的硅抛光片的清洗。
《 GB/T 6624-1995 硅抛光片表面质量目测检验方法 》标准简介
- 标准名称:硅抛光片表面质量目测检验方法
- 标准号:GB/T 6624-1995
- 中国标准分类号:H21
- 发布日期:1995-04-18
- 国际标准分类号:
- 实施日期:1995-12-01
- 技术归口:全国半导体材料和设备标准化技术委员会
- 代替标准:被GB/T 6624-2009被GB/T 6624-2009代替
- 主管部门:国家标准化管理委员会
- 标准分类:
- 内容简介:
本标准规定了在一定光照条件下,用目测检验硅单晶单面抛光片(以下简称抛光片)表面质量的方法。 本标准适用于硅抛光片表面质量检验。
国家标准《硅抛光片表面质量目测检验方法》由TC203(全国半导体设备和材料标准化技术委员会)归口,主管部门为国家标准化管理委员会。
《 GB/T 4058-1995 硅抛光片氧化诱生缺陷的检验方法 》标准简介
- 标准名称:硅抛光片氧化诱生缺陷的检验方法
- 标准号:GB/T 4058-1995
- 中国标准分类号:H26
- 发布日期:1995-04-18
- 国际标准分类号:77.040.30
- 实施日期:1995-12-01
- 技术归口:全国半导体材料和设备标准化技术委员会
- 代替标准:代替GB 6622-1986;GB 6623-1986;GB/T 4058-1983被GB/T 4058-2009代替
- 主管部门:国家标准化管理委员会
- 标准分类:冶金金属材料试验金属材料化学分析
- 内容简介:
本标准规定了硅抛光片氧化诱生缺陷的检验方法。 本标准适用于硅抛光片表面区在模拟器件氧化工艺中诱生或增强的晶体缺陷的检测。
《 GB/T 19921-2005 硅抛光片表面颗粒测试方法 》标准简介
- 标准名称:硅抛光片表面颗粒测试方法
- 标准号:GB/T 19921-2005
- 中国标准分类号:H17
- 发布日期:2005-09-19
- 国际标准分类号:77.040.01
- 实施日期:2006-04-01
- 技术归口:全国有色金属标准化技术委员会
- 代替标准:被GB/T 19921-2018代替
- 主管部门:中国有色金属工业协会
- 标准分类:冶金金属材料试验金属材料试验综合
- 内容简介:
国家标准《硅抛光片表面颗粒测试方法》由TC243(全国有色金属标准化技术委员会)归口,主管部门为中国有色金属工业协会。
本标准规定了应用扫描表面检查系统(SSIS)对硅抛光片表面颗粒进行测试、计数和报告的程序。 本标准适用于硅抛光片,也可适用于硅外延片或其他镜面抛光片(如化合物抛光片)。 本标准也可适用于观测硅抛光片表面的划痕、橘皮、凹坑、波纹等缺陷,但这些缺陷的检测、分类依赖于设备的功能,并与检测时的初始设置有关。 注:本标准涉及的方法通常选用波长(48~6 33)nm的激光光源,最常用的是488nm的氩离子激光器;目前可测量的最小值颗粒直径为0.06μm或更小些。
《 GB/T 17169-1997 硅抛光片和外延片表面质量光反射测试方法 》标准简介
- 标准名称:硅抛光片和外延片表面质量光反射测试方法
- 标准号:GB/T 17169-1997
- 中国标准分类号:H24
- 发布日期:1997-12-22
- 国际标准分类号:29.045
- 实施日期:1998-08-01
- 技术归口:全国半导体材料和设备标准化技术委员会
- 代替标准:
- 主管部门:国家标准化管理委员会
- 标准分类:电气工程半导体材料
- 内容简介:
本标准规定了半导体硅抛光片和外延片表面常见缺陷的光反射无损检验方法。 本标准适用于半导体硅抛光片和外延片表面质量的无损检验。 本标准的检验结果与GB/T6624、GB/T14142的检验结果一致。
《 GB/T 6621-1995 硅抛光片表面平整度测试方法 》标准简介
- 标准名称:硅抛光片表面平整度测试方法
- 标准号:GB/T 6621-1995
- 中国标准分类号:H21
- 发布日期:1995-04-18
- 国际标准分类号:
- 实施日期:1995-12-01
- 技术归口:全国半导体材料和设备标准化技术委员会
- 代替标准:被GB/T 6621-2009被GB/T 6621-2009代替
- 主管部门:国家标准化管理委员会
- 标准分类:
- 内容简介:
本标准规定了用相干光的干涉现象测量硅抛光片表面平整度的方法。 本标准适用于检测硅拋光片的表面平整度,也适用于检测硅外延片和类镜面状半导体晶片的表面平整度。
国家标准《硅抛光片表面平整度测试方法》由TC203(全国半导体设备和材料标准化技术委员会)归口上报及执行,主管部门为国家标准化管理委员会。
《 GB/T 19921-2018 硅抛光片表面颗粒测试方法 》标准简介
- 标准名称:硅抛光片表面颗粒测试方法
- 标准号:GB/T 19921-2018
- 中国标准分类号:H21
- 发布日期:2018-12-28
- 国际标准分类号:77.040
- 实施日期:2019-07-01
- 技术归口:全国半导体设备和材料标准化技术委员会
- 代替标准:代替GB/T 19921-2005
- 主管部门:国家标准化管理委员会
- 标准分类:冶金金属材料试验
- 内容简介:
国家标准《硅抛光片表面颗粒测试方法》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化管理委员会。
本标准规定了应用扫描表面检查系统对抛光片、外延片等镜面晶片表面的局部光散射体进行测试,对局部光散射体与延伸光散射体、散射光与反射光进行区分、识别和测试的方法。针对130nm~11nm线宽工艺用硅片,本标准提供了扫描表面检查系统的设置。本标准适用于使用扫描表面检查系统对硅抛光片和外延片的表面局部光散射体进行检测、计数及分类,也适用于对硅抛光片和外延片表面的划伤、晶体原生凹坑进行检测、计数及分类,对硅抛光片和外延片表面的桔皮、波纹、雾以及外延片的棱锥、乳突等缺陷进行观测和识别。本标准同样适用于锗抛光片、化合物抛光片等镜面晶片表面局部光散射体的测试。注:本标准中将硅、锗、砷化镓材料的抛光片和外延片及其他材料的镜面抛光片、外延片等统称为晶片。
《 GB/T 4058-2009 硅抛光片氧化诱生缺陷的检验方法 》标准简介
- 标准名称:硅抛光片氧化诱生缺陷的检验方法
- 标准号:GB/T 4058-2009
- 中国标准分类号:H80
- 发布日期:2009-10-30
- 国际标准分类号:29.045
- 实施日期:2010-06-01
- 技术归口:全国半导体设备和材料标准化技术委员会
- 代替标准:代替GB/T 4058-1995
- 主管部门:国家标准化管理委员会
- 标准分类:电气工程半导体材料
- 内容简介:
国家标准《硅抛光片氧化诱生缺陷的检验方法》由TC203(全国半导体设备和材料标准化技术委员会)归口,主管部门为国家标准化管理委员会。
u3000u3000本标准规定了硅抛光片氧化诱生缺陷的检验方法。 u3000u3000本标准适用于硅抛光片表面区在模拟器件氧化工艺中诱生或增强的晶体缺陷的检测。 u3000u3000硅单晶氧化诱生缺陷的检验也可参照此方法。
《 GB/T 6624-2009 硅抛光片表面质量目测检验方法 》标准简介
- 标准名称:硅抛光片表面质量目测检验方法
- 标准号:GB/T 6624-2009
- 中国标准分类号:H80
- 发布日期:2009-10-30
- 国际标准分类号:29.045
- 实施日期:2010-06-01
- 技术归口:全国半导体设备和材料标准化技术委员会
- 代替标准:代替GB/T 6624-1995
- 主管部门:国家标准化管理委员会
- 标准分类:电气工程半导体材料
- 内容简介:
国家标准《硅抛光片表面质量目测检验方法》由TC203(全国半导体设备和材料标准化技术委员会)归口,主管部门为国家标准化管理委员会。
u3000u3000本标准规定了在一定光照条件下,用目测检验单晶抛光片(以下简称抛光片)表面质量的方法。 u3000u3000本标准适用于硅抛光片表面质量检验。外延片表面质量目测检验也可参考本方法进行。
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结语
硅抛光片的质量直接影响半导体芯片的性能,因此进行严格的检测是确保其符合标准、满足应用需求的关键。通过科学、精准的检测方法,我们能够深入了解硅抛光片的各项性能指标,及时发现潜在问题,从而优化生产过程,提升最终产品的质量。随着半导体产业的不断发展,硅抛光片的检测技术也将不断进步,为未来的技术突破奠定坚实基础。
结语
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