1、中华人民共和国国家标准硅片翘曲度非接触式测试方法Te浦tmethod for measuring warp on slicon slices by noncontact scanning 1 主题内容与适用范围GB/T 6620 1995 代替6620- 86 本标准规定了硅单晶切割片、研磨片、抛光片(以下简称硅片)翘iII!度的非接触式测蛙方法。本标准适用于测量直径大于50mm，厚度为1501000囚的圆形硅片的翘曲度。本标准也适用于测量其他半导体圆片的翘曲度。2 方法原理硅片置于基准环的3个支点上.3支点形成基准平囱。硅片上、下表面相对于测量仪的一对探头.沿规定路径同时进行扫描，成对地给出
2、上、下探头与硅片最近表面之间的距离，求其系列差值。荒值中最大值与最小值相减除以2.所得数值表示硅片翘曲度。扫描路径如图1所示。翘曲度的示意图如图2所示。图1测量扫描路径阁国家技术监督局1995-04-18批准1995-12-01实施Slty 6620-1995 G/T 地川l坠中纯仙jE况l;tll 11 1 ., h 6 :! - ( (、)F 2 A /)-a tl q 2 1 1 1) -a仆-., 飞-lli2 T ( ti 1 2 1 1)-L!-c-2 下-的 , -f r 1 2 3 h-a 438 4 , .拭A o 11 1一b T2 2 21/2 b 飞 _ d J 2(-
3、)1 丁一一_:_- 2112 2 ,- .1 度A h 二三二王一I ( t) 2 。-_-_-二斗I) 40-1度2.) :、T2 TI 11 ., b 。 11 b 3二i2 n A 。b 12 2 一a - 1) - .) h 翘曲度形象化示意图ll/2 一一一-I，h1 :1 - -:1 2-( -4J 2 b。翘幽度2 图T1 7 _1 占;，I 3 测量设备3. 1 基准环，、且，., 7白.2lL() .0 125.0 GB/T 6620-1995 -探头停政ftTT1.5日O.Jmm -, r i-! .Iii 甘Xi93.1i 5 11冉咽l图3基准环接地线插手L3个白作为
4、飞.1!mmI内使质含金球以Jl()马叫罗Jt后f仰的进i且槽。.38mm2:.1) 1 :,: 1J.(j,lmm IIIIFI l I 自ffIHII1U z ,B .51 1111.(; flfI J(I 127，。11:.7d :-r7.G7 152. 1 ! 7 .il 主主准环是由基座、3个支撑球、3个定1柱组成的专用器具.缸l囱3所示。3. 1. 1 基座由温度系数小于日XlO-rc的金属材料制成，基应外径比被测码l直径大50.8mm左右。基座厚度大T19 mm，基座底面应光滑，平整度在0.25m之内。3. 1.2 3个支撑球由碳化鸽或其他硬质合金制成，等1Ji地分别置于基座的一
5、定阙周七，高度i呈差小f1.01，m，球的表面应光滑，粗糙度在0.25m之内。3. 1- 3 3个定位柱由硬质塑料制成，位f3个支撑球对应的位置上，用以保证被测硅片巾心与3个支JZ图形的几何巾心相重合，其偏差小于1.0 mmo定位柱与被测硅片不应有任何作用力。3. 2 测量仪测量仪向测量探头、显示器、花岗岩平台3部分组成。3. 2. 1 测量探头是一对无接触位移传感器，上、下探头处在同一轴线上，能上、下垂直调节，轴线与基准平时的法线之间的夹角应小于20，每只探头能独立地测量与硅片最近表面的距离。探头测堤的分辨率应优于O.25mo 3.2.2 显尽器将测量探头输出的讯号进行数字处理.计算存储每对
6、J!fi.离的差值或相fft.咽并能判断只，f 的最大伯和最小值，将结果数据显示出来。在扫描测量过程中，自动采集数据的能力每秒钟用坦_i:I ) GB/T 6620-1995 个3. 2. 3 花岗岩平台是块结构细密、表面光滑的石板，面积应大子305mmX355 mm，测茧i豆麦丽的平整度应小于0.25m，并装有限制基准环移动范围的限位器。3. 3 厚度校准片测量仪pl备有的附件，用以校正测量仪。4 试样被测试样表面应清洁、干燥。5 测量程序5. 1 仪器校正5. 1. 1 根据硅片直径和厚度的大小，选用相应规格的基准环和厚度标准片。标准片与破片的厚度之差应在50m之内。5. 1. 2 将选好
7、的基准环置于花岗岩平台立的限位器处，放入厚度校准片.使主主准环中心对准测量探头。5. 1. 3 将测量仪拨到设定位置，调整测量探头，使其在有效测量范围内。再把测量仪拨到测量位置，转动厚度调节旋钮，使显示值达到标准片的厚度值。5. 1.4 取出厚度校准片。5.2 测量5. 2. 1 将试样放入基准环，使其主参考面(或标记)与基准环上的标线平行。5.2.2 移动基准坏，使探头处于开始扫描位置，见图L5.2.3 显示器复位。5.2.4 沿图1的扫描路径，平稳移动基准环，测量试样的翘曲度。5. 2. 5 从显示器上读取测量结果。6 jll量结果计算6. 1 测量仪作自动测量时，直接读取翘曲度的值。6.
8、2 测量仪作非自动测量时，要计算被测硅片三每对位移值和b之差，并确定最大差值与最小差值，根据公式(1)计算硅片翘曲度。w=专1一凡，- (6一几nJ . . ( 1 ) 式中.W-一硅片翘曲度，m;a一-硅片上表团与_t探头的距离，ffi;b一硅片下表面与下探头的距离，ffi;max 表示最大值PERin表示最小值。6.3 利用己测得的数据对.也可按公式(2)计算硅片的总厚度变化(TTV) TTV = 1(6十)1=，-ICb+a)1川(2 1 式中.TTV一一硅片总厚度变化，ffi;a、b的含义同(1)式。6. 4 计算硅片翘曲皮的实例见罔10352 GB/6620-1995 你头 ; 1
9、a :1 a -11/23 一一一一一一一一一一一-一-一一一一一一一-2 2 b在准齿i 11/2 一 一一一一-一一一一一一一一一一一一一一b - , b10 2 6 h oo b b , 壁Ib5 b-a-9 /;5 b2 6 - a 5 h I J b1M大h _- a ，1最小翘也l1t1, t9237 图4利用仪器测量的几何尺寸计算翘曲度7 精密度本方法的精密度是经5个实验室巡回测试确定的。测试直径76.2mm、100mm、125mm 1种规格的硅片共25片，多实验室测量精密度的二倍标准偏差的平均值为土4.0mo8 试验报告试验报骨应包括以下内容ga. 硅片试样规格、批号$b. 测量仪器名称、型号，c 翘曲度的测量值Pd. 本标准编号;e 测量单位名称及测量者$1 测量日期。附加说明本标准由中国有色金属工业总公司提出。本标准由洛阳单品硅厂负责起草。本标准主妥起草人玉从赞、郭瑾、袁景怡。本标准等效采用美国材料与试验协会标准ASTMF657-91硅片翘曲度和总厚度变化非接触式测量方法儿3Zi
