GB T 6618-1995 硅片厚度和总厚度变化测试方法.pdf

1、中华人民共和国国家标准硅片厚度和总厚，度变化测试方法GB/T 6618-1995 代替G6618 _ 86 Test method for thickness and total thickness variation of silicon slices 1 主题内容与适用范围本标准规定了硅单晶切割片、研磨片和抛光片(简称硅片)厚度和总厚度变化的分TL点式和扫描式测量方法。本标准主要用于符合国标GB12961、GB12965规定的尺寸的硅片的厚度和总厚度变化的测娃。在测试仪器允许的情况f，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 引用标准GB 12964 硅单晶抛光片GB 129

2、65 硅单晶切割片和研磨片3 方法提要3, 1 分立，点式测量- ? 、飞:(俨图1分立点测量方式时的测量点位置国家技术监督局1995-04-18批准1995-12-01实施37 GB/T 6618-1995 在硅片巾心点和距硅片边缘6mm圆周上的4个对称位置点测量硅片厚度。其中两点位于与硅片主参考面垂直平分线逆时针方向的夹角为300的直径L另外两点位于与该直径相垂直的另-宦径上(见图)。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。3. 2 扫描式测量硅片由基准环t的3个半球状顶端支承，在硅片中心点进行厚度测量，测量值为硅片的标称厚度。然后

3、探头按规定图形扫描硅片表面，进行厚度测量，自动指示仪显示出总厚度变化。扫描路径囹见国20)1措施径l制样12仙1 起功位jIf.I ,j 。9叭7 /。图2测量的扫描路径图4 仪器设备4. 1 接触式测厚仪测厚仪由带指示仪表的探头及支持硅片的夹具或平台组成。4. 1. 1 测厚仪应能使硅片绕平台中心旋转，并使每次测量定位在规定位置的2mm范围内。4.1.2 仪表最小指示量值不大于1mo4. 1. 3 测量时探头与硅片接触面积不应超过Zmmzo4. 1.4 厚度校正标准样片，厚度值的范围从O.131.3 mm，每两片间的问隔为0.13士。.025mmo 4.2 非接触式测量仪由个可移动的基准环，

4、带有指示器的固定探头装置，定位器和平板所组成，各部分如1，4. 2. 1 基准环z由4个封闭的基座和3个半球形支承特所组成。基准环有数种(见图3)，皆由金属制造;其热膨胀系数在室温下不大于6X10-6/，C;环的厚度至少为19mm，研磨底面的平整度在O.25m 之内。外斗争比被测硅片直径大50mrn。此外，还要有下列特征338 、(而mm2;.Ol 1. I!,mm z 101.6 127. 0 127. 0 J52 , 1 152. 4 j 77. 8 mm 4.2.1.1 3个半球形支承柱，用来确定基准环的平面并在圆周上等i分布.允许偏差了E士。.13mm范围之内。支承柱应由碳化鸽或与其类

5、似的、有较大硬度的金属材料制成，标称商径为3.18 mm，其高度超过其准环表面1.59士0.13mm.各支承柱的顶端成抛光，表面的最大粗糙度为O.25m内基准环放rI于平板上，每个丁文承柱顶端和平板表面之间的距离应相等，其误差为1.0mo由基准环确定的干而是气3个支承持相切的平面。4.2.1.23个阅柱形定位销对试佯进行定位，其在圆周边界上问E巨大致川等.圆周标称直径斗ij的(3: GB/T 6618-1995 的直径和硅片最大允许直径之和。销子比支承柱豆少要高出0.38mmo推荐旧便想料做定f，!.f白u4.2.1.3 探头停放位置.在基准环中硅片标称直径切门部分，为探头停放位i吨，以便探头

6、J决问离卅试样.插入或取出精密千板。4.2.2 带指后器的探头装i/:，出一对无接触位移传感的探头，探头支承架相指示市元组成。上Iq:不知iiy与硅片上F友面探测fttE相对应。固定探头的公共轴lii与基准环所决定的平而垂直CE+2C之内)、指不器应能够显示每个探头各自的输出信号，并能手动复位。i生装置应该满足下列要求-4. 2.2. 1 探头传感而直径府在.575. 72 mm范围。4.2. 2. 2 探测位皆的位移分辨率不大于O.25m。4.2. 2.3 在标称零位世附近，每个探头的位移范围至少为25Im。4.2.2.4 在满刻度谈数的0.5%之内晏线性变化。4. 2.2.5 在扫描中，对

7、n动数据采样模式的仪器，采集数据的能力每秒钟至少100个数据点r注1，探头传感原理可以是电容的、光学的或任何其他非接触方式的，适于测定探头与硅片表面之间距离。规定IHt触是为防止探头使试祥发生形变。Z，指示器单元通常可包指(1)计算和存贮成对位移测量的和或差值以及机别这些数量最大利l最小值的手段，(2 )存贮各探头测量计算值的选择显示开关等。显示可以是数字的或模拟的(刻度盘h推荐用数于读出，来1内除操作青引入的读数误差。4.2.3 定位器=限制基准环移动的装置，除停放装肯外，它使探头固定轴与试样边缘的最近距尚不能j、于6.78mm基准环的定位见图4。注3，取决于仪器的设计.每个基准环可能要有个

8、相配的定优器。4.2.4 花岗岩.jL板:工作面?t少为305mmX355 mm 4.2.5 厚度校准样片变化范围等于待测硅片标称厚度土0.125mm，约50m月J.ti f个较准样片的哀面平整度在0.25m之内，厚度变化小于.25llio标准样片面积至少应为16CIIfdt小边以为13 IIlffio 图4基准环的定位3-i U 探头(S ) 足肉?最利n;S史的在准怀乎彼GU/T 6618- 1995 5 试验样品5. 1 陆) 安只有清洁、干燥的表面。5.2 如果待测佳片不具备参考雨.应在硅片背面边缘处做出测量定位标i己。6 现IJ量程序6. 1 测茧l1、挠条件6. 1. 1 温度，1

9、828C.6. 1. 2 温度:不大于65%。61.3 洁净度，10000级洁净室。6. 1.4 具有电磁屏蔽，且不与高频设备共用电源。6. 1. 5 作台振动小才O.5 gM 0 6.2 仪器校正6. 2. 1 从组厚度较正标准片中选取厚度与f非洲硅片厚度相差在0.125mm之内的一块厚度校I标准片，Fff厚度测量仪平台或支架J-.进行测量。6.2.2 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n6.2.3 应择6.2. 2条中所用的厚度校正标准片厚度土0.125mm的两块标准样片进行厚度m量，如果真测量值与该两块厚度校正标准片所示值之差大于2.50m，则认为该

10、厚度测量仪不能满足本方法的测试要求.应对仪器重新进行调整。6. 3 )!垃6. 3. 1 分立点式测量包括接触、式与非接触式两种。6. 3. 1.1 选取待测硅片，正面朝上放入夹具巾，或进于厚度测量仪的平台或支架L6.3.2 将厚度测量仪探头置于硅片中心位置(见网1)(偏差在土2mm之内)，测量厚度i己为tllll为该片标称厚度。(采用接触式测量时，应翻转硅片，重复操作.厚度记王ltJ，比较t，与ti，较小值为该片标称厚度值.) 6. 3. 1. 3 移动硅片，使厚度测量仪探头依次位j二砖片上位匠2、3、4、S(见图1)(偏差在2mm之内) lN f量厚度分别ic为t，、h、t4tr，o6.

11、3. 2 扫描式测量6.3.2.1 采用非接触式测厚仪。如果还未组装，将与被测砖片尺寸相对应的基准环装配在平板七以及装七相成的定位器，限制环移动，检查探头应在远离操作者位置(见同4)。6. 3. 2.2 把试样放在支承柱_t，使主参考面与参考由取向线平行，被视l硅片的周界1世与最1;近探头停放位悖的两个定位销贴紧。6. 3. 2.3 将厚度测量仪探头置于硅片中心位置1(见图1)(偏差在士2mm之内)，测量厚度记为f、即为该片的标称厚度。6. 3. 2. 4 移动平板k的基准环，直到探头处于扫描开始位皆为止。6. 3. 2.5 指忌器复位。6. 3. 2. 6 移动平台上的基准环，侦探头加曲线和

12、l直线段17扫描(见图2)。6. 3. 2.7 沿扫描路线，以，m为单位，记录被洲l最点k、干表面的备向k移量。对T直接读数仪器.iU走成对f立移之利l值的最大值与最小值之差，且1Ih该硅共总厚度变化值。6. 3. 2. 8 仅对仲裁性测量要重复6.3.2.5条至6.3.2.7条操作达九次以上6. 3. 2.9 放置基准环使探头处于停放位匠，然后取出试样6. 3.2.10 对每个测量陆片，jEfj6.3.2263-2.9条的操作步骤们: -I_ 1 G8!T 661 8 -1 995 7 测量结果计算7.1 直接读数的测量仪，对分立点式测量，选出白，t2(l ,j ，t中最大值和最小值，然后求

13、其1，i值;M扫描式测量，由厚度最大测量值减去最小测单f白，将此J:值记录为总厚度变化。7,2 倘若仪器不是直接民数的，对每个砖J要il算每对位移值a和b之和，同时，检存和值，俑定最大和最小和值。根据下列关系计算总厚度变化CTTV); TTV 1仙+u)儿旧l(b十川1!Iin 式中;TTV 总厚度变他，nl;8 精密度 一被视1士片上表丽和仁探头之间的距离，tIl; b 被阳l硅片下表面和下探头之间的距离，ffi;max_ &示和值的最大ffi;min./二示和俏的最小值。通过对厚度范围360SOOm，直径76.2土0.4mm.研磨片30片，抛光片172片，在7个实验在j茸行了循环测量。8.

14、 1 非接触式测量8. 1. 1 对非接触式厚度测量，单个实验室的2标准偏差小于5.4m，多个实验室的精密度为士0.7%。8. 1.2 对非接触式总厚度变化(TTV)测量，单个实验室的20标准偏差扫描法小于3.8Im，分立点法小于1.9m;多个实验空军间的精密度扫描法为土19%，分立点法为土38%。8.2 接触式测量8. 2. 1 对于接触式厚度测量，单个实验室的2标准偏差小于4.3m，多个实验室间的精密度为士0.4%。8. 2. 2 对于接触式总厚度变化测量，单个实验雯的2标准偏差小于3.6m，多个实验室|间的精密度为士32%。9 试验报告9. 1 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gC. 测量方式说明;d. 使用厚度测量仪的种类和l型号，e 中心点厚度zr. 硅片的总厚度变化;g. 本标准编号gh 测量单fi和测量者;i. 测量问期。3.,2 法。GB/T 66181995 附加说明.本标准由中国有色金属t业总公司提出。本标准由北京有色金属研究总院负责起草。本标准主要起草人瞿富义、孙燕、陈学清。本标准等效采用美国材料与试验协会标准ASTMF5339时砖片厚度相厚度变化的标准测试方JJJ