抛光片标准规格及术语

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1、硅片标准简介硅片标准简介工艺部目录目录标准化组织SEMI 标准内容SEMI M1-1109标准化组织SEMISEMI Semiconductor Equipment and Materials Semiconductor Equipment and Materials InternationalInternational 国际半导体设备材料产业协会国际半导体设备材料产业协会 SEMISEMI是一个全全球高科技领域的专业协会，创立于是一个全全球高科技领域的专业协会，创立于19701970年，年，拥有会员公司拥有会员公司23002300多家，会员乃从事半导体和平面显示灯多家，会员乃从事半导体和平面

2、显示灯方面的研发、生产和技术供应的公司。方面的研发、生产和技术供应的公司。 SEMI (SEMI (国际半导体设备材料产业协会国际半导体设备材料产业协会) ) 是全球性的是全球性的产业协产业协会会，致力于促进微电子、平面显示器及太阳能广电等产业致力于促进微电子、平面显示器及太阳能广电等产业供应链的整体发展。会员涵括上述产业供应链中的制造、供应链的整体发展。会员涵括上述产业供应链中的制造、设备、材料与服务公司，是改善人类生活品质的核心驱动设备、材料与服务公司，是改善人类生活品质的核心驱动力。自从力。自从19701970年至今，年至今，SEMISEMI不断致力于协助会员公司快速不断致力于协助会员公

3、司快速取得市场咨询提高获利率、创造新市场、克服技术挑战。取得市场咨询提高获利率、创造新市场、克服技术挑战。ASTM American Society for Testing and Materials 美国材料与试验学会美国材料与试验学会 ASTMASTM成立于成立于18981898年，是世界上最早、最大的非盈利性标年，是世界上最早、最大的非盈利性标准制定组织之一，任务是制订材料、产品、系统和服务的准制定组织之一，任务是制订材料、产品、系统和服务的特性和性能标准及促进有关知识的发展。特性和性能标准及促进有关知识的发展。 随着业务范围的不断扩大和发展，学会的工作不仅仅是研随着业务范围的不断扩大和

4、发展，学会的工作不仅仅是研究和制定材料规范和试验方法标准，还包括各种材料、产究和制定材料规范和试验方法标准，还包括各种材料、产品、系统、服务项目的特点和性能标准，以及试验方法、品、系统、服务项目的特点和性能标准，以及试验方法、程序等标准。程序等标准。100100多年以来，多年以来， ASTMASTM已经满足了已经满足了100100多个多个领域的标准制定需求，现有领域的标准制定需求，现有3200032000多名会员，分别来自于多名会员，分别来自于100100多个国家的生产者、用户、最终消费者、政府和学术多个国家的生产者、用户、最终消费者、政府和学术代表。代表。JEITA 日本电子信息技术工业协会

5、日本电子信息技术工业协会 Japan Electronics and Information Technology Industries Japan Electronics and Information Technology Industries AssociationAssociation是一家行业团体，其宗旨在于促进电子设备、是一家行业团体，其宗旨在于促进电子设备、电子元件的正常生产、贸易和消费，推动电子信息技术产电子元件的正常生产、贸易和消费，推动电子信息技术产业的综合发展，为日本的经济发展和文化繁荣作出贡献。业的综合发展，为日本的经济发展和文化繁荣作出贡献。目前，正积极致力于解决电子

6、材料、电子元器件、最终产目前，正积极致力于解决电子材料、电子元器件、最终产品等众多领域的各种课题。品等众多领域的各种课题。JEIDAJEIDA及及EIAJEIAJ合并后产生。合并后产生。SEMI 标准内容Table of contents-TopicalTable of contents-TopicalSilicon & Silicon On InsulatorSEMI M/TSilicon Material & Process ContralSEMI MFPackage Specification & Test MethodSEMI GGases ProcessSEMI CProcess C

7、hemicals AcidsSEMI CChemical and Gas TestingSEMI C/FAutomated Material Handling Ststems SEMI D/E/G/SEquipment Facilities InterfaceSEMI E/FMinienvironments SEMI E/FTubing, Fittings, and ValvesSEMI FHigh Purity Piping SystemsSEMI E/FStatistical ControlSEMI E/MSafety GuidilinesSEMI STerminologySEMI D/E

8、/M/PTable of contents SEMI M Topical SiliconSilicon SEMI M1 Specifications for polished monocrystalline silicon wafersSEMI M1 Specifications for polished monocrystalline silicon wafers SEMI M2 Specification for silicon epitaxial wafers for discrete device applicationsSEMI M2 Specification for silico

9、n epitaxial wafers for discrete device applications SEMI M6 Specification for silicon wafers for use as photocoltaic solar cellsSEMI M6 Specification for silicon wafers for use as photocoltaic solar cells SEMI M8 Specification for polished monocrystalline silicon test wafersSEMI M8 Specification for

10、 polished monocrystalline silicon test wafers SEMI M11 Specifications for silicon epitaxial wafers for integrated circuit applicationSEMI M11 Specifications for silicon epitaxial wafers for integrated circuit application SEMI M12 Specification for serail alphanumeric marking of the front surface of

11、wafers SEMI M12 Specification for serail alphanumeric marking of the front surface of wafers SEMI M16 Specification for polycrystalline siliconSEMI M16 Specification for polycrystalline silicon SEMI M17 Guide for a universal wafer gridSEMI M17 Guide for a universal wafer grid SEMI M18 Format for sil

12、icon wafer specification form for order entrySEMI M18 Format for silicon wafer specification form for order entry SEMI M20 Practice for establishing a wafer coordinate systemSEMI M20 Practice for establishing a wafer coordinate systemSpecifications for Polished Single Crystal Silicon Specifications

13、for Polished Single Crystal Silicon WafersWafers Revision HistoryRevision History SEMI M1-1109 (technical revision) SEMI M1-0701 (technical revision)SEMI M1-1109 (technical revision) SEMI M1-0701 (technical revision) SEMI M1-0309E (editorial revision) SEMI M1-0309E (editorial revision) SEMI M1-0600

14、(technical revision)SEMI M1-0600 (technical revision) SEMI M1-0309 (technical revision) SEMI M1-0200 (technical revision)SEMI M1-0309 (technical revision) SEMI M1-0200 (technical revision) SEMI M1-0707 (technical revision) SEMI M1-0699 (technical revision) SEMI M1-0707 (technical revision) SEMI M1-0

15、699 (technical revision) SEMI M1-0307 (technical revision) SEMI M1-0298 (technical revisionSEMI M1-0307 (technical revision) SEMI M1-0298 (technical revision SEMI M1-1106 (technical revision) SEMI M1-0997 (technical revision)SEMI M1-1106 (technical revision) SEMI M1-0997 (technical revision) SEMI M1

16、-1105E (editorial revision) SEMI M1-1105E (editorial revision) SEMI M1-1296 (technical revision)SEMI M1-1296 (technical revision) SEMI M1-1105 (technical revision) SEMI M1-1105 (technical revision) SEMI M1-96 (technical revision)SEMI M1-96 (technical revision) SEMI M1-0305 SEMI M1-0305 SEMI M1-95 (t

17、echnical revision)SEMI M1-95 (technical revision) SEMI M1-0704 (designation update) SEMI M1-0704 (designation update) SEMI M1-93 (technical revision)SEMI M1-93 (technical revision) SEMI M1-1103 (designation update) SEMI M1-1103 (designation update) SEMI M1-92 (technical revision)SEMI M1-92 (technica

18、l revision) SEMI M1-0302 (technical revision) SEMI M1-0302 (technical revision) SEMI M1-89 (technical revision)SEMI M1-89 (technical revision) SEMI M1-0701E (editorial revision) SEMI M1-85 (technical revision)SEMI M1-0701E (editorial revision) SEMI M1-85 (technical revision) SEMI M1-78 (first publis

19、hed) SEMI M1-78 (first published)SEMI M1-1109SEMI M1-0707 2-1 General Characteristics2-1 General Characteristics 2-2 Electrical Characteristics2-2 Electrical Characteristics 2-3 Chemical Characteristics2-3 Chemical Characteristics 2-4 Structural Characteristics2-4 Structural Characteristics 2-5 Wafe

20、r Preparation Characteristics 2-5 Wafer Preparation Characteristics 2-6 Dimension Characteristics2-6 Dimension Characteristics 2-7 Front Surface Chemistry2-7 Front Surface Chemistry 2-8 Front Surface Inspection Characteristics2-8 Front Surface Inspection Characteristics 2-9 Back Surface Visual Chara

21、cteristics2-9 Back Surface Visual Characteristics2-1 General CharacteristicsGrowth Method Cz； FZ； MCz；Crystal Orientation （100）; （111）; （110） SEMI MF26 (X-ray) SEMI MF26 (Optical) JEITA EM-3501; DIN 50433/1/2/3;Conductivity Type p; n SEMI MF42; JIS H 0607; DIN 50432;Dopant B; P; Sb; As; Neutron Tran

22、smutation Doped;Nominal Edge Exclusion 2mm; 3mm; 5mm;Wafer Surface Orientation on-orientation 0.001.00; 0.00 off-orientation 0.61.00; 2.50.50 4.000.50; ; SEMI MF26 (X-ray) SEMI MF26 (Optical) JEITA EM-3501; DIN 50433/1/2/3;Growth Method生生长长方法方法Cz Cz 直拉法直拉法沿着垂直方向从熔体中拉直沿着垂直方向从熔体中拉直单单晶体的方案，又称晶体的方案，又称柴克

23、柴克劳劳斯基法。斯基法。FZ FZ 区熔法区熔法沿着水平方向生沿着水平方向生长单长单晶体的一种方法。晶体的一种方法。MCz MCz 磁磁场场直拉法直拉法晶体生晶体生长时长时，外加磁，外加磁场场，抑制熔体的，抑制熔体的热对热对流，熔流，熔体温度波体温度波动动小，是一种生小，是一种生产产高高质质量量单单晶的新方法。晶的新方法。按照磁按照磁场场相相对对于于单单晶拉制方向有横向磁晶拉制方向有横向磁场场法和法和纵纵向磁向磁场场法。法。Cz 生长技术生长技术Fz 生长技术生长技术两种方法的对比两种方法的对比Cz Fz电阻率小于30 电阻率范围较大制造成本低 制造成本高硅片含氧含量高 生长含氧低，纯度高低功

24、率IC主要原料 高功率半导体市场估计占80%市场 大直径较难生长 低阻较难均匀掺杂Conductivity Type导电类型半导体材料中多数载流子的性质所决定的导电特性。p型多数载流子为空穴的半导体。n型多数载流子为电子的半导体。Nominal Edge Exclusion Nominal Edge Exclusion 标称边缘去除标称边缘去除 对标称边缘尺寸硅片，从合格质量区边界到硅片周边的距离。对标称边缘尺寸硅片，从合格质量区边界到硅片周边的距离。Wafer Surface OrientationWafer Surface Orientation硅片表面晶向硅片表面晶向晶向偏离在晶圆制造过

25、程中会带来很多好处，例晶向偏离在晶圆制造过程中会带来很多好处，例如降低缺陷密度、离子注入工艺均匀性等，不同如降低缺陷密度、离子注入工艺均匀性等，不同器件本身需要一定晶向偏离器件本身需要一定晶向偏离。线切割的加工误差。线切割的加工误差在可控范围内，不会影响客户的使用。在可控范围内，不会影响客户的使用。例如，例如，As111As 的外延晶圓，一般在切片采用偏的外延晶圓，一般在切片采用偏4 4度的方式，這是為了度的方式，這是為了后段后段外延刻意去做的。外延刻意去做的。 2-2 Electrical CharacteristicsResistivity Measured atNominal Toler

26、ance ohmcm Center Point； SEMI MF84; SEMI MF673; DIN 50431; DIN 50445; Radial Reststivity Variation (RRG)Not greater than % SEMI MF81Figure-A/B/C/D; DIN 50435;Minority Carrier LifetimeGreater than us;SEMI MF28 A/B;SEMI MF391 A/B; SEMI MF1388; SEMI MF1535; JEITA EM-3502; JIS H 0604; DIN 50441/1;Resist

27、ivity Measured atResistivity Measured at电电阻率阻率单位体积的材料对与两平行面垂直通过的电流的单位体积的材料对与两平行面垂直通过的电流的阻力。一般来说，体电阻率为材料中平行于电流阻力。一般来说，体电阻率为材料中平行于电流的电场强度与电流密度之比。符号为的电场强度与电流密度之比。符号为，单位为，单位为cm.cm.Radial Reststivity Variation (RRG)Radial Reststivity Variation (RRG) 径向电阻率变化径向电阻率变化 硅片中心点与偏离硅片中心的某一点或若干对称分布的设定硅片中心点与偏离硅片中心的某

28、一点或若干对称分布的设定值（硅片半径值（硅片半径1/21/2或靠近边缘处）的电阻率之间的差值。这种或靠近边缘处）的电阻率之间的差值。这种差值可表示为中心值的百分数。又称径向电阻率梯度。差值可表示为中心值的百分数。又称径向电阻率梯度。 RV=(RV=( 2 2- - 1 1)/ )/ 1 1 RV=(RV=( 3 3- - 1 1)/ )/ 1 1 1 1 ：中心：中心处处两次两次读书读书的平均的平均值值； 2 2 ：R/2R/2处处，9090间间隔隔电电阻率阻率4 4次次读读数的平均数的平均值值； 3 3 ：距：距边缘边缘6mm6mm处处，9090间间隔隔电电阻率阻率4 4次次读读数的平均数的

29、平均值值；Minority Carrier LifetimeMinority Carrier Lifetime 少子寿命少子寿命 晶体中非平衡载流子由产生到复合存在的平均时间间隔，晶体中非平衡载流子由产生到复合存在的平均时间间隔，它等于非平衡少数载流子浓度衰减到起始值的它等于非平衡少数载流子浓度衰减到起始值的1/1/e(e=2.718)e(e=2.718)所需的所需的时间时间。 非平衡少数非平衡少数载载流子流子扩扩散散长长度的平方除以度的平方除以扩扩散系数所得商，散系数所得商，扩扩散系数是散系数是设设定的由定的由载载流子迁移率流子迁移率测试测试确定的。确定的。 少子寿命主要用于表征材料的重金属

30、沾污及体缺陷：少子寿命主要用于表征材料的重金属沾污及体缺陷： - - 硅锭、硅棒、硅片的进（出）厂检验；硅锭、硅棒、硅片的进（出）厂检验； - - 单（多）晶生长，硅片生产的工艺过程监控；单（多）晶生长，硅片生产的工艺过程监控； - - 生产加工设备的沾污控制；生产加工设备的沾污控制； 2-3 Chemicial CharacteristicsOxygen Concentration（Value using SEMI M44 Calibration factor）NominalTolerance ; x E17cm-3; ppma; IOC-88; Old ASTM; New ASTM or

31、Old DIN;Original JEITA; IR(Interstitial); SEMI MF1188; SEMI MF 1619; JEIDA EM-3504; DIN 50438-1; OtherSIMS (Total); SEMI MF 1366; GFA (Total);Radial Oxygen GradientNot greater than % SEMI MF951 Plan A1/A2/A3/B/B1/C/D;Carbon ConcentrationNot greater than ppma; XE16cm-3 SEMI MF1391; JEITA EM-3503; DIN

32、 50438/2;Bulk Iron ContentNot greater than x E atmos/cm3 SEMI MF978 (DLTS); SEMI MF 391 (SPV); SEMI MF1535; JEATA EM3502 (); Oxygen ConcentrationOxygen Concentration 间隙氧含量间隙氧含量 硅晶体中硅晶体中OiOi的值通过吸收率的值通过吸收率a a乘以校准参数（乘以校准参数（calibration factorcalibration factor）。红外吸收）。红外吸收法可测定电阻率大于几个法可测定电阻率大于几个ohmcmohmcm

33、硅片的间隙氧含量。硅片的间隙氧含量。 ASTM F1-121ASTM F1-121一直规定校准参数为一直规定校准参数为9.639.63，直到，直到F1-121-77F1-121-77（19771977）版本。）版本。 19801980年年ASTMASTM通过新标准，通过新标准，ASTM F1-121-80ASTM F1-121-80，可接受的常数变为，可接受的常数变为4.94.9。报告。报告中通常被称为中通常被称为“ “旧旧ASTM”ASTM”。 19801980年以前的报道年以前的报道CZCZ硅片硅片OiOi的范围为的范围为262638ppma38ppma。而。而“ “新新ASTM”ASTM

34、”的的CZCZ硅硅片的片的OiOi是是131319ppma19ppma。本文中我们用。本文中我们用“ “新新ASTM”ASTM”值。值。Oxygen ConcentrationOxygen ConcentrationOxygen content: Custom controlled level in the Oxygen content: Custom controlled level in the range of 24-38 ppma (ASTM F121-76)range of 24-38 ppma (ASTM F121-76)Typical examples of controlled

35、 Oxygen groups:Typical examples of controlled Oxygen groups:31.0 36.8 ppma31.0 36.8 ppma( orientation)( orientation)28.0 32.0 ppma28.0 32.0 ppma( orientation)( orientation)29.0 35.0 ppma29.0 35.0 ppma( orientation)( orientation)Radial Oxygen GradientRadial Oxygen Gradient径向氧变化测试方案与径向电阻率梯度类似；Carbon C

36、oncentrationCarbon Concentration碳浓度指占据晶格替代位置的碳原子的体密度单位是atcm-3。Carbon content: max. 0.5 ppmBulk Iron ContentBulk Iron Content体铁含量：5E10 atoms/cm2硅中总体铁的含量目前，采用光电压方法和微波寿命法的扩展来提供掺硼硅中总体铁含量的信息；这种拓展是依据铁-硼配对过程。2-4 Structural CharacteristicsDislocation Etch Pit Density Not greater than /cm2 SEMI MF 1809; JIS

37、H 0609; DIN 50434; DIN 50443/1Slip None Other; (specify) SEMI MF 1809; JIS H 0609; DIN 50434; DIN 50443/1Lineage None Other; (specify) SEMI MF 1809; JIS H 0609; DIN 50434; DIN 50443/1Twin Crystal None Other; (specify) SEMI MF 1809; JIS H 0609; DIN 50434; DIN 50443/1Swirl Not greater than % of wafer

38、area SEMI MF 1809; JIS H 0609; DIN 50434; DIN 50443/1Shallow PitsNot greater than /cm2 SEMI MF1727; SEMI MF1049;Oxygen Induced Stacking Fault (OSF)Not greater than /cm2Test Cycle: SEMI MF1727; JIS H 0609; Other:Observation Method: SEMI MF1726; JIS H 0609; DIN 50443/1;Dislocation Etch Pit DensityDisl

39、ocation Etch Pit Density位错缺陷坑位错缺陷坑在硅片表面的位错应力区域，由择优腐蚀而产生在硅片表面的位错应力区域，由择优腐蚀而产生的一种界限清晰、形状规则的腐蚀坑。的一种界限清晰、形状规则的腐蚀坑。单位体积内位错线的总长度（单位体积内位错线的总长度（cm/cm3cm/cm3）通常以）通常以晶体某晶面单位面积上位错蚀坑的数目来表示。晶体某晶面单位面积上位错蚀坑的数目来表示。 cm-2cm-2。SlipSlip滑移晶体的一部分对于另一部分由切向位移产生的但仍保持晶体结晶学性质的塑变形过程。滑移方向常常在一个特殊的晶体学平面上，是一种包括位错通过晶体运动在内的非均匀变形过程。L

40、ineageLineage系属结构小角晶界或位错排的局部密集排列。Twin CrystalTwin Crystal孪晶在晶体内晶格是两部分，彼此成镜像对称的晶体结构。连接两部分晶体的界面成为孪晶面或孪晶边界。在金刚石结构中，例如硅，孪晶面是（111）面。SwirlSwirl漩涡无位错单晶择优腐蚀后肉眼可见的呈螺旋状或同心圆状条纹分布，在放大150倍观察呈现不连续状。Shallow PitsShallow Pits浅蚀坑在大于200倍的高放大倍数下是小而浅的腐蚀坑。Oxygen Induced Stacking Oxygen Induced Stacking Fault (OSF)Fault (

41、OSF)氧化层错硅片表面存在机械损伤、杂质玷污和微缺陷等时，在氧化过程中其近表面层长大或转化的层错。 2-5 Wafer Preparation Characteristics Wafer ID Marking None; SEMI M12; SEMI M13; SEMI T1; SEMI T2; SEMI T7; SEMI T7+alphanumeric mark; Extrinsic Gettering None Description;Backseal None Description;Annealing (Res Stabilization) None Description;Edge

42、 Surface Condition Ground; Etched; PolishedBack Surface Condition Supplier Option; Caustic Etched; Acid Etched; Polished;Wafer ID MarkingWafer ID Marking 硅片硅片IDID标志标志 用激光在靠近硅片切口或主平边的硅片前部形成一个字母数字式点阵用激光在靠近硅片切口或主平边的硅片前部形成一个字母数字式点阵记号识别码。根据记号识别码。根据SEMI Std M18SEMI Std M18激光标识确定激光标识确定1818个记号区来识别硅个记号区来识别硅片

43、厂商、导电类型、电阻率、平整度、硅片数目和器件类型。片厂商、导电类型、电阻率、平整度、硅片数目和器件类型。 Soft markSoft mark：0.5um-5um Hard mark0.5um-5um Hard mark：10um-220um10um-220umGettering 吸附吸附 ：使杂质在硅片特定区固定，获得表面洁净区的工艺：使杂质在硅片特定区固定，获得表面洁净区的工艺过程。过程。 一般一般CzCz法生长的硅片，由于生长环境受杂质污染及热应力造法生长的硅片，由于生长环境受杂质污染及热应力造成的缺陷均留在硅片中，都会影响器件的良率和电性品质。成的缺陷均留在硅片中，都会影响器件的良率

44、和电性品质。 如何将硅片的晶格缺陷、金属杂质解决的作法，就叫做吸附。如何将硅片的晶格缺陷、金属杂质解决的作法，就叫做吸附。吸附又可分吸附又可分“内部的吸附内部的吸附 ” ” Intrinsic Gettering Intrinsic Gettering 及及“外外部的吸附部的吸附”-Extrinsic Gettering-Extrinsic Gettering。前者系在下线制造之。前者系在下线制造之前先利用特殊高温步骤让晶圆表面的晶格缺陷或含氧量前先利用特殊高温步骤让晶圆表面的晶格缺陷或含氧量尽量降低。尽量降低。 后者系利用外在方法如：晶背损伤、磷化物（后者系利用外在方法如：晶背损伤、磷化物（

45、POCl3POCl3）将晶）将晶圆表面的缺陷及杂质等尽量吸附到晶圆背面。圆表面的缺陷及杂质等尽量吸附到晶圆背面。 Intrinsic & Extrinsic Gettering 本征（内部）本征（内部）& & 非本征（外部）吸附处理非本征（外部）吸附处理 利用硅片中晶格缺陷来控制或消除其他缺陷成为吸除法，利用硅片中晶格缺陷来控制或消除其他缺陷成为吸除法，常用的吸除可分为三类：常用的吸除可分为三类： (a)(a)本征吸除法（内部吸除法）本征吸除法（内部吸除法）- -利用利用CzCz生长晶体过程中过生长晶体过程中过饱和氧含量在热处理后饱和氧含量在热处理后在在WAFERWAFER表面附近形成氧沉淀而

46、表面附近形成氧沉淀而起到吸杂效果。起到吸杂效果。形成析出物以造成晶格缺陷，这些缺陷会形成析出物以造成晶格缺陷，这些缺陷会吸附器件层的杂质和金属等缺陷。吸附器件层的杂质和金属等缺陷。 (b)(b)非本征吸除非本征吸除(Extrinsic gettering)(Extrinsic gettering)由外在力量造成由外在力量造成硅片背面受机械应力而形成如位错等各种缺陷来达到吸除硅片背面受机械应力而形成如位错等各种缺陷来达到吸除的目的。常见的非本征吸除法有机械研磨、喷砂或施以一的目的。常见的非本征吸除法有机械研磨、喷砂或施以一层背表面多晶硅，以此方法在机械应力控制上以其后续清层背表面多晶硅，以此方法

47、在机械应力控制上以其后续清洗上仔细处理以避免造成硅片形变或污染。洗上仔细处理以避免造成硅片形变或污染。 (c)(c)化学吸除法化学吸除法- -此法有别于上述两种提供缺陷的吸附，而此法有别于上述两种提供缺陷的吸附，而是通过是通过 引入含引入含HCLHCL气氛的化学反应来消除杂质缺陷。气氛的化学反应来消除杂质缺陷。Intrinsic & Extrinsic GetteringDenuded Zone洁净区在硅片的一个特定区域，通常仅仅位于硅片正表面之下，其中的氧浓度下降到一个比较低的水平，导致了体微缺陷密度（氧沉淀）减少。BacksealBackseal 背封背封 在硅片背表面覆盖一层二氧化硅或者

48、多晶硅、氮化硅等绝在硅片背表面覆盖一层二氧化硅或者多晶硅、氮化硅等绝缘薄膜，以抑制硅片中主要掺杂剂向外扩散。缘薄膜，以抑制硅片中主要掺杂剂向外扩散。 对于重掺的硅片来说，会经过一个高温阶段，在硅片背面对于重掺的硅片来说，会经过一个高温阶段，在硅片背面淀积一层薄膜，能阻止掺杂剂的向外扩散。这一层就如同淀积一层薄膜，能阻止掺杂剂的向外扩散。这一层就如同密封剂一样防止掺杂剂的逃逸。通常有三种薄膜被用来作密封剂一样防止掺杂剂的逃逸。通常有三种薄膜被用来作为背封材料：二氧化硅（为背封材料：二氧化硅（SiO2SiO2）、氮化硅（）、氮化硅（Si3N4Si3N4）、多）、多晶硅。如果氧化物或氮化物用来背封，

49、可以严格地认为是晶硅。如果氧化物或氮化物用来背封，可以严格地认为是一密封剂，而如果采用多晶硅，除了主要作为密封剂外，一密封剂，而如果采用多晶硅，除了主要作为密封剂外，还起到了外部吸杂作用。还起到了外部吸杂作用。 P-/N-P-/N-：BSD N+BSD N+：Poly P+Poly P+：BSDBSDAnnealing (Res Stabilization)Annealing (Res Stabilization) 退火退火 在惰性气体或减压气氛下由于高温作用，在近表面形成一在惰性气体或减压气氛下由于高温作用，在近表面形成一个无缺陷（个无缺陷（COPCOP）区的硅片，改变硅片特性的热过程。）区

50、的硅片，改变硅片特性的热过程。 硅片在硅片在CZCZ炉内高浓度的氧氛围里生长。因为绝大部分的炉内高浓度的氧氛围里生长。因为绝大部分的氧是惰性的，然而仍有少数的氧会形成小基团。这些基团氧是惰性的，然而仍有少数的氧会形成小基团。这些基团会扮演会扮演n-n-施主的角色，就会使硅片的电阻率测试不正确。施主的角色，就会使硅片的电阻率测试不正确。要防止这一问题的发生，硅片必须首先加热到要防止这一问题的发生，硅片必须首先加热到650650左右。左右。这一高的温度会使氧形成大的基团而不会影响电阻率。然这一高的温度会使氧形成大的基团而不会影响电阻率。然后对硅片进行急冷，以阻碍小的氧基团的形成。这一过程后对硅片进

51、行急冷，以阻碍小的氧基团的形成。这一过程可以有效的消除氧作为可以有效的消除氧作为n-n-施主的特性，并使真正的电阻率施主的特性，并使真正的电阻率稳定下来。稳定下来。 donor killerdonor killer是指將矽晶錠或晶圓在攝氏是指將矽晶錠或晶圓在攝氏650650度後之溫度，度後之溫度，經半小時到一個半小時的熱處理後，再經由攝氏經半小時到一個半小時的熱處理後，再經由攝氏450450度溫度溫度左右作急速冷卻時，即可去除氧氣施體之方法。度左右作急速冷卻時，即可去除氧氣施體之方法。吸除概念吸除概念:金属游离金属游离扩散扩散 被捕获被捕获Fast Diffusion of Various I

52、mpurities 重金属吸附依靠重金属吸附依靠: 金属在硅中扩散率；金属在硅中扩散率； 金属被陷阱区域隔离；金属被陷阱区域隔离；Edge Surface Condition边缘表面状态可分为研磨、腐蚀、抛光三种状态，根据不同标准硅片和客户的要求，选择不同的条件。Back Surface Condition背表面状态不同的背表面状态，一般包括腐蚀和抛光两种。Backside finish- Standard acid or alkaline etched- Standard acid or alkaline etched- Soft Back Side Damaged (SBSD - shor

53、t etch)- Soft Back Side Damaged (SBSD - short etch)- Hard Back Side Damage (HBSD - wet sand - Hard Back Side Damage (HBSD - wet sand blasting)blasting)- Low Temperature Oxide sealed (LTO)- Low Temperature Oxide sealed (LTO)- Thermal Oxide sealed- Thermal Oxide sealed- Advanced (HBSD+LTO)- Advanced (

54、HBSD+LTO)- Backside Multilayers (Poly+LTO)- Backside Multilayers (Poly+LTO)- Oxide Free Exclusion Ring- Oxide Free Exclusion Ring 2-6 Dimension CharacteristicsDiameterNominal Tolerance mm SEMI MF207; DIN 50441/4Fiducial DimensionsFlat Length or Diameter; SEMI MF671 (Flat Length); Nominal Tolerance m

55、m; DIN 50441/4 (Flat Diameter); Notch Dimensions (Figure 5) SEMI MF1152 (Notch Dimensions);Primary Flat/Notch Orientation (crystal axis) _ SEMI MF847 (Flat)Secondary Flat Length None; Other_mm SEMI MF671Secondary Flat Location None; Other;()_Edge Profile (specify)_ SEMI MF928: Method A/B DIN 50441/2

56、 Procedure 1/2Tempate-Coodinate Based Edge Profile Specification T/3 template_ T/4 template_SEMI MF928 A/B/C/DDIN 50441/2 Procedure 1/2Profile-Parameter-Based Edge Profile Specification Front edge width_um_mm Front bevel angle_ Front shoulder radius_um_mm Back shoulder radius_um_mm Back bevel angle_

57、 Back edge width_um_mm Front apex length_um_mm Back apex length_um_mm Front apex angle_um_mm Back apex angle_um_mmSEMI M73 Method 1/2 Target-profile-based template of width_um;2-6 Dimension CharacteristicsThicknessNominal Tolerance mm; SEMI MF533; SEMI MF1530; JIS H 0611; DIN 50441/1Total Thickness

58、Variation um, max. SEMI MF533; JIS H 0611; DIN 50441/1(five or nine point); SEMI MF657(partial scan); SEMI MF1530(full scan)Bow um, max. SEMI MF534; JIS H 0611;Warp um, max. SEMI MF657; SEMI MF1390;Sori um, max. SEMI MF1451; JEITA EM-3401;Flatness, GlobalAcronym: Value: um SEMI MF1530; DIN 50441/3 J

59、EITA EM-3401; Flatness, SiteAcronym: Value: Not greater than umSite Size_ _mm X _mm SEMI MF1530;Diameter直径横穿硅片表面，通过硅片中心点且不与参考面或圆周上其他基准区相交的直线长度。Fiducial Dimensions基准直径指晶片上的一个平面或切口所对应的直径，以提供其结晶轴的参考位置。Primary & Secondary Flat OrientationPrimary & Secondary Flat Orientation Primary Flat Primary Flat 主参考

60、面主参考面 规规范化范化圆圆形硅片上形硅片上长长度最度最长长的参考面，其取向通常是特定的的参考面，其取向通常是特定的晶体方向，也常晶体方向，也常为为第一参考面。第一参考面。 Secondary Flat Secondary Flat 第二参考面第二参考面 规规范化硅片范化硅片长长度小于主参考面的平面。它相度小于主参考面的平面。它相对对于主参考面的于主参考面的位置位置标记该标记该硅片硅片导电类导电类型和取向。又称第二参考面。型和取向。又称第二参考面。Notch 切口切口 在硅片上加工的具有在硅片上加工的具有规规定形状和尺寸的凹槽，切口由平行定形状和尺寸的凹槽，切口由平行规规定的低指数晶向并通定的

61、低指数晶向并通过过切口中心的直径来确定。切口中心的直径来确定。该该直径直径又称作取向基准又称作取向基准轴轴。Edge rounding 倒角倒角 硅片边缘通过研磨或腐蚀整形加工成一定角度，以消除硅硅片边缘通过研磨或腐蚀整形加工成一定角度，以消除硅片边缘尖锐状态，避免在后续加工中造成边缘损伤。片边缘尖锐状态，避免在后续加工中造成边缘损伤。 当切片完成后，硅片有比较尖利的边缘，就需要进行倒角当切片完成后，硅片有比较尖利的边缘，就需要进行倒角从而形成子弹式的光滑的边缘。倒角后的硅片边缘有低的从而形成子弹式的光滑的边缘。倒角后的硅片边缘有低的中心应力，因而使之更牢固。这个硅片边缘的强化，能使中心应力，

62、因而使之更牢固。这个硅片边缘的强化，能使之在以后的硅片加工过程中，降低硅片的碎裂程度。之在以后的硅片加工过程中，降低硅片的碎裂程度。 Edge Profile 边缘轮廓边缘轮廓 在边缘倒角的晶片，边缘经化学或机械加工整形，是对连在边缘倒角的晶片，边缘经化学或机械加工整形，是对连接晶片正面与表面边界轮廓的一种描述。接晶片正面与表面边界轮廓的一种描述。 硅片边缘抛光是为了去除在硅片边缘残留的腐蚀坑，减低硅片边缘抛光是为了去除在硅片边缘残留的腐蚀坑，减低硅片边缘的应力，将颗粒灰尘的吸附降到最低。另一种方硅片边缘的应力，将颗粒灰尘的吸附降到最低。另一种方法是只对硅片边缘酸腐蚀。法是只对硅片边缘酸腐蚀。

63、标准边缘模版及特征点坐标值标准边缘模版及特征点坐标值表1 “T/3”硅片边缘模版坐标值表1 “T/4”硅片边缘模版坐标值坐标值ABCD坐标值ABCDx76508510x1205081000y001/3硅片厚度76y001/4硅片厚度50Thickness厚度通过硅片上一给定点垂直于表面方向穿过硅片的距离。Flatness 平整度平整度 晶片背表面为理想平面时，例如，晶片背表面由真空吸盘晶片背表面为理想平面时，例如，晶片背表面由真空吸盘吸附在一个理想、平坦的吸盘上，晶片正表面相对于一规吸附在一个理想、平坦的吸盘上，晶片正表面相对于一规定基准面的偏差，以定基准面的偏差，以TIRTIR或或FPDFP

64、D的最大值表示。的最大值表示。 晶片的平整度可描述为下面任何一种：晶片的平整度可描述为下面任何一种： a) a) 总平整度；总平整度； b) b) 在所有局部区域测量的局部平整度的最大值；在所有局部区域测量的局部平整度的最大值； c) c) 局部平整度等于或小于规定的局部局域所占的百分比；局部平整度等于或小于规定的局部局域所占的百分比；平坦度标准平坦度标准TIRTotal Indicator Reading 总指示读数总指示读数 与基准平面平行的两个平面间的最小垂直距离。该两平面包含晶片正与基准平面平行的两个平面间的最小垂直距离。该两平面包含晶片正表面表面FQAFQA内或规定的局部区域内的所有

65、的点。内或规定的局部区域内的所有的点。FPDFocal Plane Deviation焦平面偏差焦平面偏差晶片表面的一点平行于光轴到焦平面的距离。晶片表面的一点平行于光轴到焦平面的距离。Total Thickness Variation (TTV)Total Thickness Variation (TTV) 总厚度变化总厚度变化 在厚度扫描或一系列点的厚度测量中，所测硅片最大厚度在厚度扫描或一系列点的厚度测量中，所测硅片最大厚度与最小厚度的绝对差值。与最小厚度的绝对差值。BowBow 弯曲度弯曲度 自由无夹持晶片中卫面的中心点和中卫面基准面间的偏离。自由无夹持晶片中卫面的中心点和中卫面基准面

66、间的偏离。中位面基准面是指定的小于晶片标称直径的直径圆周上的中位面基准面是指定的小于晶片标称直径的直径圆周上的三个等距离点决定的平面。硅片中心面凹凸变形的度量。三个等距离点决定的平面。硅片中心面凹凸变形的度量。与厚度无关，是硅片的一种体特质而不是表面特性。与厚度无关，是硅片的一种体特质而不是表面特性。WarpWarp 翘翘曲度曲度 在质量合格区内，一个自由的，无夹持的硅片中位面相对在质量合格区内，一个自由的，无夹持的硅片中位面相对参照平面硅片的最大和最小距离的差值，是硅片的一种体参照平面硅片的最大和最小距离的差值，是硅片的一种体特质而不是表面特性。特质而不是表面特性。GlobalGlobal

67、& Site & Site FlatnessFlatness Global Flatness Global Flatness 全局平坦度全局平坦度 在在FQAFQA内，相对规定基准平面点的内，相对规定基准平面点的TIRTIR或或FPDFPD的最大值。的最大值。 SiteSite Flatness Flatness 局部平坦度局部平坦度 在在FQAFQA内，局部区域内的内，局部区域内的TIRTIR或或FPDFPD中的最大中的最大值值。Reference Plane 基准面基准面 由以下的一种方式确定的平面：由以下的一种方式确定的平面： a) a) 晶片正表面上指定位置的三个点；晶片正表面上指定位

68、置的三个点； b) b) 用用FQAFQA内的所有的点对晶片正表面进行最小二乘法去内的所有的点对晶片正表面进行最小二乘法去拟合；拟合； c) c) 用局部区域内的所有的点对晶片正表面进行最小二乘用局部区域内的所有的点对晶片正表面进行最小二乘法拟合；法拟合； d) d) 理想的背面理想的背面( (相当于与晶片接触的理想平坦的吸盘表面相当于与晶片接触的理想平坦的吸盘表面) )； 选择规定的基准面应考虑成像系统的能力，应根据晶片放选择规定的基准面应考虑成像系统的能力，应根据晶片放置系统选用正表面或背表面为基准面。如果成像系统中晶置系统选用正表面或背表面为基准面。如果成像系统中晶片不能用方向夹具固定，

69、应规定背面为基准面。片不能用方向夹具固定，应规定背面为基准面。SoriSori峰-谷差硅片在无吸盘吸附状态下，正表面与基准面的最大正偏差和最小负偏差之间的差值。基准面是对正面进行最小二乘法拟合得到的。 Flatness, SiteFlatness, Site Site Site 局部区域局部区域 硅抛光片前表面上的一种矩形局域。矩形的边平行和垂直硅抛光片前表面上的一种矩形局域。矩形的边平行和垂直主参考面或切口的等分角线。矩形的中心在主参考面或切口的等分角线。矩形的中心在FQAFQA内。内。 FQA FQA （fixed quality areafixed quality area）合格质量区）

70、合格质量区 标称边缘去除标称边缘去除X X后，所限定的硅抛光片表面的中心区域，后，所限定的硅抛光片表面的中心区域，该区域内各参数的值均符合规定值。该区域内各参数的值均符合规定值。25 X 25 局部区域局部区域Site Flatness局部平坦度局部平坦度在在FQAFQA内，局部区域的内，局部区域的TIRTIR或或FPDFPD得最大值。得最大值。STIR局部总指示读数SFPD局部焦平面偏差平整度确定网络平整度确定网络Front Surface ChemistrySodium Not greater than xE atoms/cm2 ICP/MS; AAS SEMI MF1617 (SIMS)

71、Aluminum Not greater than xE atoms/cm2Potassium Not greater than xE atoms/cm2 ICP/MS; AAS SEMI MF1617 (SIMS); SEMI M33(TXRF); ISO 14706(TXRF);Chromium Not greater than xE atoms/cm2Iron Not greater than xE atoms/cm2Nickel Not greater than xE atoms/cm2Copper Not greater than xE atoms/cm2Zinc Not great

72、er than xE atoms/cm2Calcium Not greater than xE atoms/cm2Other Not greater than xE atoms/cm2标准测试方法标准测试方法VPD-ICP/MS or VPD-TXRFVPD-ICP/MS or VPD-TXRFFront Surface Inspection CharacteristicsScratches-Macro None; Other; SEMI MF523; JIS H 0614; SSIS;Scratches-Micro None; Other; SEMI MF523; JIS H 0614; S

73、SIS;Pits None; Other; SEMI MF523; JIS H 0614; SSIS;Haze None; Other; SEMI MF523; JIS H 0614; SSIS;Localized Light Scatterers (LLS)Size: um (LSE) Count: per wafer; per cm2 SEMI MF523; JIS H 0614; SSIS;Contamination / Area None; Other; SEMI MF523; JIS H 0614; SSIS;Edge Chips and Indents None; Other; S

74、EMI MF523; JIS H 0614; SSIS;Edge Cracks None; Other; SEMI MF523; JIS H 0614; SSIS;Cracks, Crows Feet None; Other; SEMI MF523; JIS H 0614; SSIS;Craters None; Other; SEMI MF523; JIS H 0614; SSIS;Dimples None; Other; SEMI MF523; JIS H 0614; SSIS;Grooves None; Other; SEMI MF523; JIS H 0614; SSIS;Mounds

75、None; Other; SEMI MF523; JIS H 0614; SSIS;Orange Peel None; Other; SEMI MF523; JIS H 0614; SSIS;Saw marks None; Other; SEMI MF523; JIS H 0614; SSIS;Dopant Striation Rings None; Other; SEMI MF523; JIS H 0614; 50443/1;Stains None; Other; SEMI MF523; JIS H 0614;rms MicroroughnessNot greater than nm, ov

76、er spectral range from um-1 to um-1 SEMI MF1048; AFM;ScratchesScratches划划伤伤在切割、研磨、抛光在切割、研磨、抛光过过程中硅片表面被划程中硅片表面被划伤伤所留所留下的痕迹，其下的痕迹，其长宽长宽比大于比大于1 1：5 5；Scratch-MacroScratch-Macro抛光片在白抛光片在白炽炽灯和灯和荧荧光灯下，深度等于或大于光灯下，深度等于或大于0.12um0.12um的肉眼可的肉眼可见见的划道。的划道。Scratches-MicroScratches-Micro抛光片在抛光片在荧荧光灯下，深度小于光灯下，深度小于0

77、.12um0.12um的肉眼看不的肉眼看不见见的划道。的划道。PitsPits蚀坑硅片表面的凹陷，有陡峭的倾斜侧面，该侧面以可分辨的方式与表面相交，和凹坑的圆滑侧面形成对照。在强光照射下观察时，目视可见的能逐个区分但不能除去的任何表面异常结构。HazeHaze雾在抛光片和外延片上由微观表面不规则（如高密度小坑）引起的光散射现象。在硅片表面上能观察到窄束钨灯灯丝的影像，表面有雾存在。Localized Light Scatterers (LLS)Localized Light Scatterers (LLS)局部光散射体一种孤立的特性，例如硅片表面上的颗粒或蚀坑，相对于硅片表面散射强度，导致散射

78、强度增加，有时也称光电缺陷。（Light Point Defect：LPD）一般包括颗粒与COP(晶体原生坑)。Contamination / AreaContamination / Area区域玷污区域玷污硅片表面上肉眼可见的各种外来异物的统称。大硅片表面上肉眼可见的各种外来异物的统称。大多数情况下，多数情况下， 玷污通过吹起（干燥氮气）、洗玷污通过吹起（干燥氮气）、洗涤剂清洗或化学作用可以去除。涤剂清洗或化学作用可以去除。在光照条件下检验呈现为：颜色变化、色斑、或在光照条件下检验呈现为：颜色变化、色斑、或由污迹、斑点、水迹等引起的云雾状外貌。由污迹、斑点、水迹等引起的云雾状外貌。Edge

79、Chips and IndentsEdge Chips and Indents Chip Chip 崩崩边边 硅片边缘或表面未贯穿的局部缺损区域。当崩边在硅片硅片边缘或表面未贯穿的局部缺损区域。当崩边在硅片边缘产生时，其尺寸由径向深度和周边弦长给出。边缘产生时，其尺寸由径向深度和周边弦长给出。Indent Indent 缺口缺口上下贯穿硅片边缘的缺损。上下贯穿硅片边缘的缺损。符合定义且径向深度和圆周长度符合定义且径向深度和圆周长度 大于大于0.25mm0.25mm包包括退刀痕在内的任何边缘异常结构。括退刀痕在内的任何边缘异常结构。Edge CracksEdge Cracks边缘裂纹边缘延伸到硅

80、片表面，可能贯穿，也可能不贯穿整个硅片厚度的解理或裂痕。Cracks, CrowCracks, Crow s Feets Feet裂纹、鸦爪在（111）硅片上呈鸦爪形，（100）晶面上呈 “十”字形特征的可能贯穿硅片厚度的解理或裂痕。符合定义且总长度大于0.25mm的任何异常结构。CratersCraters火山口平滑中心区域的具有不规则的封闭山脉状表面织构。在漫射光下观察能逐个区分的任何表面异常结构。Dimples Dimples 凹坑在适当的光照条件下，抛光片表面上肉眼可见的一种具有渐变斜面呈凹面状的浅坑。直径大于3mm的任何平滑表面凹陷。GroovesGrooves沟槽抛光过程没完全去除

81、的边缘光滑的划道。宽度大于0.13mm或长度大于0.25mm，包括退刀痕在内的任何边缘异常结构。MoundsMounds小丘硅片表面出现的由一个或多个不规则小平面构成的无规则形状的凸起物。可能是材料体内缺陷或各种杂质玷污的延伸。符合定义且最大尺寸大于0.25mm的任何异常结构。Orange PeelOrange Peel桔皮在荧光照明下，硅片表面呈现的肉眼可见的形如桔皮状特征的大面积不规则粗糙表面。符合定义且在漫射光下目视可见的任何粗糙表面。Saw marksSaw marks刀痕晶锭切割时，在硅片表面留下的圆弧状痕迹。漫射光下能观察到的任何表面不规则物。Dopant Striation Ri

82、ngsDopant Striation Rings掺杂剂条纹圆环硅片表面上由于杂质浓度的局部变成呈现出的螺旋状特征。在漫射光下可观察出的任何结构。Stains条纹状玷污化学腐蚀后可观察到白色或棕褐色的条纹状色斑。这种条纹是化学作用形成的，除非进一步的研磨或抛光，一般不能除去。rms Microroughnessrms MicroroughnessMicroroughness Microroughness 微粗糙度微粗糙度在不在不规则规则物之物之间间的的间间隔小于隔小于100um100um时时的表面粗糙的表面粗糙度分量；度分量；rms Microroughnessrms Microroughne

83、ss均方根微粗糙度均方根微粗糙度在求值长度在求值长度L L内得出的表面轮廓高度与平均线的偏内得出的表面轮廓高度与平均线的偏差差Z Z（x x）的平方根。）的平方根。rmsrms（均方根）微粗糙度（均方根）微粗糙度R Rq q是常用于描述表面轮是常用于描述表面轮廓的几种统计度量之一。廓的几种统计度量之一。Back Surface Visual CharacteristicsEdge Chips None; Other; SEMI MF523; JIS H 0614;Edge Cracks None; Other; SEMI MF523; JIS H 0614;Cracks, Crows Feet

84、 None; Other; SEMI MF523; JIS H 0614;Contamination/Area None; Other; SEMI MF523; JIS H 0614;Saw Marks None; Other; SEMI MF523; JIS H 0614;Stains None; Other; SEMI MF523; JIS H 0614;Roughness _nm rms SEMI M40;Brightness (Gloss) _ _ ASTM D523; JIS Z 8741;ScratchesMacro None; Cum Length = mm ASTM D523; JIS H 0614;ScratchesMicro None; Cum Length = mm SEMI MF523; JIS H 0614;Localized Light ScatterersSize: um (LSE) Count: per wafer; per cm2 SEMI MF523; JIS H 0614; SSIS;