半導(dǎo)體用硅環(huán)技術(shù)要求PAGEPAGE10半導(dǎo)體用硅環(huán)技術(shù)要求范圍本文件適用于8～12英寸干法蝕刻28納米以下(含28納米）制程工藝。規(guī)范性引用文件（包括所有的修改單適用于本文件。GB/T1550非本征半導(dǎo)體材料導(dǎo)電類型測(cè)試方法GB/T1551硅單晶電阻率的測(cè)定直排四探針?lè)ê椭绷鲀商结樂(lè)℅B/T1554硅晶體完整性化學(xué)擇優(yōu)腐蝕檢驗(yàn)方法GB/T1555半導(dǎo)體單晶晶向測(cè)定方法GB/T1557硅晶體中間隙氧含量的紅外吸收測(cè)量方法GB/T1558硅中代位碳原子含量紅外吸收測(cè)量方法GB/T11073硅片徑向電阻率變化的測(cè)量方法術(shù)語(yǔ)和定義下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。flatness按GD&T標(biāo)識(shí)與定義，指的硅環(huán)厚度的實(shí)際平面與理論平面的誤差，單位為mm。Roughness按ISO4287測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)，指的是硅環(huán)表面微觀狀態(tài)下的紋理(又稱為輪廓）波動(dòng)水平的算數(shù)平均值，采用Ra指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià),單位為um。surfacegrade表面等級(jí)可分為以下三個(gè)等級(jí)：AAABscratch因防護(hù)，加工不當(dāng)?shù)仍斐傻漠a(chǎn)品表面刮痕。LapLapscratchLapping工序形成的特有劃痕。crack俗稱花紋，它是多晶硅蝕刻后獨(dú)有的外觀缺陷，對(duì)材料或產(chǎn)品的危害性很高。缺口/凹坑dimple指產(chǎn)品表面缺少一片材料，直徑大于0.1mm，一般是受到?jīng)_擊或機(jī)械加工引起的損傷。burr指直徑小于0.1mm，位于產(chǎn)品邊角的成串的不規(guī)則的小缺口或凹坑。colordifference因工藝、材料差異等因素導(dǎo)致在同一個(gè)面上出現(xiàn)不同色澤的區(qū)域；產(chǎn)品表面臟污不能算色差。臟污stain因裸手或手套臟接觸到產(chǎn)品，或加工過(guò)程中切削液或存儲(chǔ)不當(dāng)造成的印跡。生產(chǎn)加工生產(chǎn)加工工藝流程半導(dǎo)體用硅環(huán)的生產(chǎn)加工工藝流程如圖1所示：圖1 半導(dǎo)體用硅環(huán)生產(chǎn)加工工藝流程圖加工方法平面度加工通過(guò)平磨工藝，應(yīng)能將硅環(huán)關(guān)鍵裝配面的平面度控制到<0.03mm以內(nèi)。粗糙度控制濕法蝕刻前，應(yīng)能通過(guò)平磨，MCRa0.1umRa0.2um濕法蝕刻應(yīng)采用堿刻工藝，其他類硅環(huán)可根據(jù)客戶或設(shè)計(jì)要求，選擇酸刻或堿刻工藝。濕法蝕刻分為以下兩大類：各向同性腐蝕（酸刻工藝）2圖2酸刻工藝微觀狀態(tài)示意圖各項(xiàng)異性腐蝕(堿刻工藝）3圖3堿刻工藝微觀狀態(tài)示意圖注：每種硅環(huán)的濕法蝕刻工藝，根據(jù)它本身在蝕刻機(jī)中的應(yīng)用/功能來(lái)決定。生產(chǎn)設(shè)備設(shè)備選用原則主要生產(chǎn)及輔助設(shè)備的選用應(yīng)遵循以下原則：主要設(shè)備與產(chǎn)品方案、技術(shù)方案相適應(yīng)，滿足項(xiàng)目生產(chǎn)要求；保證設(shè)備之間的能力相互配套；設(shè)備質(zhì)量可靠、性能成熟能保證生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定；在保證設(shè)備性能的前提下，力求經(jīng)濟(jì)合理。生產(chǎn)加工設(shè)備半導(dǎo)體用硅環(huán)所需的生產(chǎn)加工設(shè)備如下：線切割機(jī)；超高精度平面磨床；22B雙面研磨機(jī)；2B雙面拋光機(jī)；超高精度加工中心(MCCNC）；f)加熱平臺(tái)（粘蠟用）；滅火器；分離機(jī)；超聲波洗凈機(jī)；CMM；影像儀；HE400；SV-3200；電阻率儀；ML-9310；D高倍電子顯微鏡；濕法刻蝕線(萬(wàn)級(jí)凈空房）,含蝕刻工裝夾具；r)化學(xué)洗凈線(千級(jí)凈空房），含洗凈工裝夾具；s)純水洗凈線(百級(jí)+十級(jí)凈空房），含洗凈工裝夾具；t)超聲強(qiáng)度測(cè)試儀；LPC；空氣粒子計(jì)數(shù)器KC-51；條碼打印機(jī)；906TITRANDO；煮沸機(jī)；真空干燥設(shè)備；aa)超純水站栗田制超純水；ab)真空包裝機(jī)FAS-802CH-10D(220V）。要求電學(xué)參數(shù)半導(dǎo)體用硅環(huán)的電學(xué)參數(shù)應(yīng)符合表1的規(guī)定。表1 電學(xué)參數(shù)導(dǎo)電類型（摻雜劑）電阻率Ω·cm徑向電阻率變化P型（摻硼B(yǎng)）≤0.02≤10%1～5(含5）＞5幾何尺寸半導(dǎo)體用硅環(huán)的幾何尺寸應(yīng)符合表2的相關(guān)要求，如有特殊要求應(yīng)由共享雙方協(xié)商確定。表2 幾何尺寸項(xiàng)目幾何尺寸外徑及允許偏差（200～450）mm±0.2mm，具體直徑應(yīng)根據(jù)實(shí)際需求確定厚度允許偏差±0.03mm平面度≤10μm定位孔直徑允許偏差±0.05mm項(xiàng)目幾何尺寸倒角硅環(huán)的內(nèi)外徑邊緣通常為R型倒角，半徑及允許偏差為0.3mm±0.1mm內(nèi)徑允許偏差0～0.1mm位置度≤0.1mm晶向及晶向偏離度半導(dǎo)體用硅環(huán)的晶向?yàn)镻<100>，晶向偏離度以材料出廠證明為準(zhǔn)。氧含量硅環(huán)的間隙氧含量應(yīng)不大于1.2×1018cm-3（以原子數(shù)計(jì)，即24ppma），或由供需雙方協(xié)商確定。碳含量硅環(huán)的代位碳含量不應(yīng)大于5×1016cm-3（以原子數(shù)計(jì)，即1ppma），或由供需雙方協(xié)商確定。晶體缺陷硅環(huán)應(yīng)無(wú)位錯(cuò)、滑移缺陷、可見空洞；缺陷檢驗(yàn)見材料出廠證明。表面粗糙度AA區(qū)，粗糙度Ra<0.05um；A區(qū)，粗糙度Ra<0.4um；B區(qū)，粗糙度Ra<1.6um。注：特殊情況下，粗糙度Ra應(yīng)由供需雙方協(xié)商確定。外觀外觀的質(zhì)量要求應(yīng)符合表3的規(guī)定：表3外觀質(zhì)量要求項(xiàng)目AA區(qū)A區(qū)B區(qū)圖示劃傷不允許長(zhǎng)度應(yīng)小于5mm，深度應(yīng)小于0.05mm長(zhǎng)度應(yīng)小于50mm，深度應(yīng)小于0.05mmLap劃傷不允許長(zhǎng)度應(yīng)小于5mm，深度應(yīng)小于0.05mm長(zhǎng)度應(yīng)小于100mm，深度應(yīng)小于0.05mm項(xiàng)目AA區(qū)A區(qū)B區(qū)圖示晶間裂紋不允許缺口/凹坑不允許不允許深度應(yīng)小于0.5mm毛刺不允許色差不允許不允許按該表面圓周面積的5臟污不允許出現(xiàn)在千級(jí)洗凈后試驗(yàn)方法電學(xué)參數(shù)測(cè)試GB/T1550的規(guī)定進(jìn)行。GB/T1551的規(guī)定進(jìn)行。GB/T11073幾何尺寸測(cè)量尺寸參數(shù)以及量具選用要求測(cè)量尺寸參數(shù)及其量具選用要求應(yīng)符合表4的規(guī)定：表4測(cè)量尺寸參數(shù)以及量具選用要求序號(hào)特性測(cè)量工具與方法尺寸測(cè)量點(diǎn)數(shù)1直徑CMM，最小二乘法評(píng)價(jià)最大外接圓和最小內(nèi)切圓6.2.2關(guān)于圓形特征CMM的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)2厚度CMM評(píng)價(jià)點(diǎn)到面，或面到面距離6.2.2CMM的測(cè)量點(diǎn)數(shù)規(guī)定3平面度CMM6.2.2CMM的測(cè)量點(diǎn)數(shù)規(guī)定4圓柱度CMM6.2.2關(guān)于圓形特征CMM的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)5直線度CMM6.2.2CMM的測(cè)量點(diǎn)數(shù)規(guī)定6圓度CMM6.9關(guān)于圓形特征CMM的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)7角度CMM6.9CMM的測(cè)量點(diǎn)數(shù)規(guī)定8平行度CMM6.9CMM的測(cè)量點(diǎn)數(shù)規(guī)定9垂直度CMM6.9CMM的測(cè)量點(diǎn)數(shù)規(guī)定10面輪廓度CMM6.9CMM的測(cè)量點(diǎn)數(shù)規(guī)定11位置度CMM6.9CMM的測(cè)量點(diǎn)數(shù)規(guī)定12圓跳動(dòng)CMM6.9CMM的測(cè)量點(diǎn)數(shù)規(guī)定13全跳動(dòng)CMM6.9CMM的測(cè)量點(diǎn)數(shù)規(guī)定CMMCMM采點(diǎn)層數(shù)要求CMM采點(diǎn)層數(shù)的測(cè)量和應(yīng)符合表5的規(guī)定：5CMM項(xiàng)目要求公差帶≦0.05mm，厚度≧6.35mm均勻采4層公差帶＞0.05mm，厚度≧6.35mm均勻采3層，每層采點(diǎn)數(shù)見6.9.10&.11對(duì)照表公差帶≦0.05mm，厚度＜6.35mm均勻采2層，避開倒角公差帶＞0.05mm，厚度＜6.35mm均勻采1層，避開倒角CMM單層的內(nèi)外徑特征采點(diǎn)數(shù)要求單層的內(nèi)外徑特征采點(diǎn)數(shù)測(cè)量要求應(yīng)符合表6的規(guī)定：表6單層的內(nèi)外徑特征采點(diǎn)數(shù)測(cè)量要求公差要求外徑＜100mm100mm＜外徑≤205mm205mm＜外徑≤405mm450mm＜外徑0.01mm～0.1mm579110.1mm～0.25mm51115210.25mm～1.0mm5172129單層的厚度特征采點(diǎn)數(shù)要求單層的厚度特征采點(diǎn)數(shù)測(cè)量應(yīng)符合表7的規(guī)定：表7單層的厚度特征采點(diǎn)數(shù)測(cè)量要求公差要求厚度＜6.35mm6.36＜厚度＜25.4mm25.4mm＜厚度＜50.8mm50.8mm＜厚度0.01mm～0.1mm57770.1mm～0.25mm71111110.25mm～1.0mm15171921晶向及晶向偏離度測(cè)試半導(dǎo)體用硅環(huán)的晶向及晶向偏離度的測(cè)試應(yīng)按GB/T1555的規(guī)定進(jìn)行。氧含量測(cè)試半導(dǎo)體用硅環(huán)的間隙氧含量測(cè)試應(yīng)按GB/T1557的規(guī)定進(jìn)行。碳含量測(cè)試半導(dǎo)體用硅環(huán)的代位碳含量測(cè)試應(yīng)按GB/T1558的規(guī)定進(jìn)行。晶體缺陷測(cè)試半導(dǎo)體用硅環(huán)的晶體缺陷測(cè)試應(yīng)按GB/T1554的規(guī)定進(jìn)行。表面粗糙度測(cè)試測(cè)試方法半導(dǎo)體用硅環(huán)表面粗糙度的測(cè)試方法應(yīng)符合表8的規(guī)定。表8表面粗糙度的測(cè)試方法尺寸描述非密封面密封表面Ra1/90142了噴砂/研磨面可隨機(jī)選向不測(cè)Ra，避免劃傷，用Coupon數(shù)據(jù)替代尺寸描述非密封面密封表面測(cè)點(diǎn)圖示粗糙度儀測(cè)量參數(shù)設(shè)置粗糙度儀測(cè)量參數(shù)的設(shè)置要求應(yīng)符合表9的規(guī)定：表9粗糙度儀測(cè)量參數(shù)的設(shè)置要求截?cái)嘀郸薱（mm）采段數(shù)（N）有效測(cè)量長(zhǎng)度Ln（mm）Ra的范圍（um）超過(guò)以下0.0850.400.0060.0200.2551.250.0200.1000.8054.000.1002.0002.50512.502.00010.000外觀檢驗(yàn)105.8表10外觀檢驗(yàn)的環(huán)境要求項(xiàng)目要求B圖示A環(huán)境光照度1000-1900LUXB檢查背景白色背景板項(xiàng)目要求B圖示C目視距離目視點(diǎn)應(yīng)與產(chǎn)品保持100mm～600mm的距離，具體情況據(jù)缺陷/產(chǎn)品大小定11表11外觀檢驗(yàn)時(shí)檢驗(yàn)人員接觸的要求項(xiàng)目要求防塵口罩必須乳膠手套乳膠或丁腈，二選一即可丁腈手套裸手禁止檢驗(yàn)規(guī)則檢查和驗(yàn)收產(chǎn)品應(yīng)進(jìn)行檢驗(yàn)，保證產(chǎn)品質(zhì)量符合本文件及訂貨單的規(guī)定。需方可對(duì)收到的產(chǎn)品按本文件的規(guī)定進(jìn)行檢驗(yàn)，若檢驗(yàn)結(jié)果與本文件或訂貨單的規(guī)定不符時(shí)，應(yīng)按照不合格品處置：返工或報(bào)廢，必要時(shí)應(yīng)與客戶溝通。檢驗(yàn)頻率檢驗(yàn)項(xiàng)目每批產(chǎn)品應(yīng)對(duì)導(dǎo)電類型、幾何尺寸、表面粗度面質(zhì)量進(jìn)行驗(yàn)，電阻率及徑向電阻率變化由供需雙方協(xié)商確定是否檢驗(yàn)。產(chǎn)品的晶向及晶向偏離度、氧含量、碳含量、晶體缺陷由供需雙方協(xié)商確定是否檢驗(yàn)，并在訂貨單中注明。如需檢驗(yàn)則由供方進(jìn)行,并在隨行文件中提供檢驗(yàn)結(jié)果。取樣產(chǎn)品的取樣應(yīng)符合表12的規(guī)定，如對(duì)取樣有特殊要求，則由供需雙方協(xié)商確定。表12 取樣檢驗(yàn)項(xiàng)目取樣/測(cè)試位置取樣數(shù)量技術(shù)要求的章條號(hào)試驗(yàn)方法的章條號(hào)導(dǎo)電類型供需雙方協(xié)商確定全檢，不允許抽樣5.16.1.1電阻率產(chǎn)品表面全檢，不允許抽樣5.16.1.2徑向電阻率變化產(chǎn)品表面全檢，不允許抽樣5.16.1.3幾何尺寸-全檢，不允許抽樣5.26.2晶向及晶向偏離度產(chǎn)品表面全檢，不允許抽樣5.36.3氧含量在硅單晶的頭部切取1個(gè)試樣，當(dāng)不能區(qū)分頭尾時(shí)，在硅單晶的兩端各取1個(gè)試樣5.46.4檢驗(yàn)項(xiàng)目取樣/測(cè)試位置取樣數(shù)量技術(shù)要求的章條號(hào)試驗(yàn)方法的章條號(hào)碳含量在硅單晶的頭部切取1單晶的兩端各取1個(gè)試樣5.56.5晶體缺陷在硅單晶的頭部切取1個(gè)試樣，當(dāng)不能區(qū)分頭尾時(shí)，在硅單晶的兩端各取1個(gè)試樣5.66.6表面粗糙度供需雙方協(xié)商確定全檢，不允許抽樣5.76.7外觀質(zhì)量-全檢，不允許抽樣5.86.8檢驗(yàn)結(jié)果的判定導(dǎo)電類型、晶向及晶向偏離度的檢驗(yàn)結(jié)果中如有任一試樣