硅片检测

p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 半导体器件生产中硅片须经严格清洗。微量污染也会导致器件失效。硅片是从硅棒上切割下来的晶片表明的多层晶格处于被破坏的状态，布满了不饱和的悬挂键，悬挂键的活性非常高，十分容易吸附外界的杂质粒子，导致硅片表面被污染且性能变差。清洗的目的在于清除表面污染杂质，包括有机物和无机物。这些杂质会导致各种缺陷。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 随着大规模集成电路的发展，集成度不断提高，线宽不断减小，抛光片表面的颗粒和金属杂质沾污对器件的质量和成品率影响越来越严重。对于线宽为 span 0.35 /span μ span m /span 的 span 64 /span 兆 span DRAM /span 器件，影响电路的临界颗粒尺寸为 span 0.06 /span μ span m /span ，抛光片的表明金属杂质沾污全部小于 span 5 /span × span 10 sup 16 /sup at/cm sup 2 /sup /span ，抛光片表面大于 span 0.2 /span μ span m /span 的颗粒数应小于 span 20 /span 个 span / /span 片。因此对硅片的质量要求也越来越高，特别是对硅抛光片的质量要求越来越严，对硅片沾污的检测便显得尤为关键。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 以下为硅片沾污检测技术与仪器概览： /p table border=" 1" cellspacing=" 0" cellpadding=" 0" style=" border-collapse:collapse border:none" align=" center" tbody tr class=" firstRow" td width=" 56" valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" center" p 沾污种类 /p /td td width=" 113" valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" center" p 杂质成分 /p /td td width=" 156" valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" center" p 沾污危害 /p /td td width=" 118" valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" center" p 检测技术或仪器 /p /td td width=" 110" valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" center" p 主要厂商 /p /td /tr tr td width=" 56" valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" center" p 颗粒沾污 /p /td td width=" 113" valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" center" p 聚合物、光致抗蚀剂等 /p /td td width=" 156" valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" center" p 图形缺陷、离子注入不良、 span MOS /span 晶体管特性不稳定 /p /td td width=" 118" valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px word-break: break-all " align=" center" p 硅片颗粒检测设备 /p /td td width=" 110" valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" center" p span KLA /span 等 /p /td /tr tr td width=" 56" valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" center" p 有机沾污 /p /td td width=" 113" valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" center" p 人的皮肤油脂、防锈油、润滑油、蜡、光刻胶等 /p /td td width=" 156" valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" center" p 栅极氧化膜耐压不良、 span CVD /span 膜厚产生偏差热、氧化膜产生偏差 /p /td td width=" 118" valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px word-break: break-all " align=" center" p 热解吸质谱， a href=" https://www.instrument.com.cn/zc/70.html" target=" _self" span X /span 射线光电子能谱 /a ， a href=" https://www.instrument.com.cn/zc/519.html" target=" _self" 俄歇电子能谱 /a /p /td td width=" 110" valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" center" p 岛津、 span style=" color:#444444" ThermoFisher /span span style=" color:#444444" 、恒久等 /span /p /td /tr tr td width=" 56" valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" center" p 金属沾污 /p /td td width=" 113" valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" center" p 电化学沉积、氢氧化物析出物、膜夹杂物 /p /td td width=" 156" valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" center" p 栅极氧化膜耐压劣化、 span PN /span 结逆方向漏电流增大、绝缘膜耐压不良、少数载流子寿命缩短 /p /td td width=" 118" valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px word-break: break-all " align=" center" p a href=" https://www.instrument.com.cn/zc/293.html" target=" _self" 电感耦合等离子体质谱仪 /a /p /td td width=" 110" valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" center" p 安捷伦、赛默飞等 /p /td /tr /tbody /table p style=" text-indent: 2em text-align: justify " span style=" text-indent: 28px " 国家也出台了多个相关国家标准。 /span br/ /p table border=" 1" cellspacing=" 0" cellpadding=" 0" style=" border-collapse:collapse border:none" tbody tr class=" firstRow" td width=" 184" valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" center" p 标准号 /p /td td width=" 369" valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" center" p 标准名称 /p /td /tr tr td width=" 184" valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" center" p span GB/T 24578-2015 /span /p /td td width=" 369" valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" center" p 《硅片表面金属沾污的全反射 span X /span 光荧光光谱测试方法》 /p /td /tr tr td width=" 184" valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" center" p span GB/T 24580-2009 /span /p /td td width=" 369" valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" center" p 《重掺 span n /span 型硅衬底中硼沾污的二次离子质谱检测方法》 /p /td /tr tr td width=" 184" valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" center" p span GB/T 30701-2014 /span /p /td td width=" 369" valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " align=" center" p 《表面化学分析 硅片工作标准样品表面元素的化学收集方法和全反射 span X /span 射线荧光光谱法 span (TXRF) /span 测定》 /p /td /tr /tbody /table p span & nbsp /span /p p br/ /p

近期，“2023年度中国检验检测学会科学技术奖”获奖名单公布，北京莱伯泰科仪器股份有限公司（简称“莱伯泰科”）凭借其《硅片表面金属离子国产检测仪器首创项目》荣获科学技术进步奖二等奖。该奖项由中国检验检测学会设立，旨在表彰那些在检验检测科学技术领域或相关领域，通过技术发明、科技进步、国际科技合作等活动，对推动检验检测科学发展做出显著贡献的组织和个人。莱伯泰科于2021年5月和2023年3月分别推出了自主研发的LabMS 3000电感耦合等离子体质谱仪和LabMS 5000电感耦合等离子体串联质谱仪，其技术成熟度与产品可靠性已经满足国内集成电路制造企业对28nm以上制程硅片表面金属离子检测的需求，并已成功应用于半导体晶圆制造企业，在半导体行业有了巨大突破。莱伯泰科此次获奖的《硅片表面金属离子国产检测仪器首创项目》成功解决了国产仪器在此领域的技术空白，有望打破国外技术的长期垄断。该项目依托先进的ICP离子源技术、加强的离子传输系统和基于CAN总线的电控系统，实现了仪器的高效稳定运行及精准检测，满足了半导体硅片行业对极低检出限的严苛要求。凭借在电感耦合等离子体质谱技术领域的丰富创新经验，莱伯泰科一直致力于为半导体行业提供更加精准、高效的解决方案。今天的荣誉标志着莱伯泰科在科技创新道路上达到了新的里程碑。未来，莱伯泰科将继续专注于高端科研设备的研发，努力推动科学仪器技术的持续进步，为行业的发展贡献自己的智慧和力量。电感耦合等离子体质谱仪LabMS 3000 ICP-MS&bull 强大：集成型高基质进样系统，支持在线氩气稀释和有机样品加氧除碳，从而减少样品前处理时间并避免此过程中引入的各种污染&bull 精准：新一代碰撞反应池技术，消除棘手的多原子离子和双电荷离子干扰，提升数据质量&bull 安全：具有多重安全防控以及定时维护日志，确保仪器在安全、可靠的状态下运行，尽量减少计划外的停机和提供安全保护&bull 智能：HiMass智能工作站，中英文语言实时切换，支持接入实验室管理系统和定制报告模版，向导式设计更符合中国人操作习惯&bull 高效：与LabTech前处理设备无缝衔接实现一站式元素分析解决方案，使元素分析更高效、更准确、更安全LabMS 5000 电感耦合等离子体串联质谱仪（ICP-MS/MS）精准：MS/MS模式实现受控且可靠的干扰去除，精准去除质量干扰离子，从而获得更低的检测限和准确的超痕量分析结果。稳定：采用工业标准27.12MHz 全固态RF发生器，具有高稳定性及可靠性；优异的离子传输系统设计即使在MS/MS模式下也具有良好的检测稳定性。可靠：通过 SEMI S2 认证，多达十重安全防护配置，带来全面可靠的安全防护，保证仪器长时间安全可靠运行。强大：全基体进样系统结合接口设计及加强离子传输系统，带来强大的基体耐受性，即使高基体直接进样也可有效降低信号漂移。易用：HiMass智能工作站，一键式，向导式、模块化设计，界面简洁直观，易学易用，提高工作效率。

p 　　 span 硅基半导体材料是目前产量最大、应用最广的半导体材料，90%以上的半导体产品都离不开硅片。 /span span 硅片行业是资金和技术密集型行业，垄断度极高，目前前四厂商市场占有率占比超过80%，分别是 /span span 日本信越、日本SUMCO、台湾环球晶圆、德国世创。 /span /p p 　　硅元素是地壳中储量最丰富的元素之一，以二氧化硅和硅酸盐的形式大量存在于沙子、岩石、矿物中。硅从原料转变为半导体硅片要经过复杂的过程：首先硅原料和碳源在高温下获得纯度约98%的冶金级硅，再经氯化、蒸馏和化学还原生成纯度高达99.999999999%的电子级多晶硅。半导体材料的电学特性对杂质浓度非常敏感，而硅自身的导电性不佳，常通过掺杂硼、磷、砷和锑来精确控制其电阻率。一般，将掺杂后的多晶硅加热至熔点，然后用确定晶向的单晶硅接触其表面，以直拉生长法生长出硅锭，硅锭经过金刚石切割、研磨、刻蚀、清洗、倒角、抛光等工艺，即加工成为半导体硅片。根据制造工艺分类，半导体硅片主要可以分为抛光片、外延片、SOI 硅片等。根据半导体尺寸分类，半导体硅片的尺寸(直径)主要有 50mm(2 英寸)、75mm(3 英寸)、100mm(4 英寸)、150mm(6 英寸)、200mm(8 英寸)、 300mm(12英寸)等规格。目前硅片生产以8英寸和12英寸为主，其中8英寸硅片主要应用于电子、通信、计算、工业、汽车等领域，而12英寸硅片多用于PC、平板、手机等领域。 /p p 　　在生产环节中，半导体硅片需要尽可能地减少晶体缺陷，保持极高的平整度与表面洁净度，以保证集成电路或半导体器件的可靠性。硅片检测要检查直径、厚度、弯曲、翘曲、缺陷、晶面、表面污染(有机物)、电阻率、晶面取向、氧碳含量、表面平整度和粗糙度、微量元素含量、反射率等。使用到的仪器有测厚仪、显微镜、XRD、气相色谱、X射线荧光光谱、二次离子质谱、电阻率测试仪等。 /p p style=" text-align: center " strong 硅片测试国家标准 /strong /p table border=" 1" cellspacing=" 0" cellpadding=" 0" style=" border-collapse:collapse border:none" align=" center" tbody tr style=" height:18px" class=" firstRow" td width=" 112" nowrap=" " valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " height=" 18" align=" center" p strong span style=" font-family:宋体" 标准编号 /span /strong /p /td td width=" 456" nowrap=" " valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " height=" 18" align=" center" p strong span style=" font-family:宋体" 标准名称 /span /strong /p /td /tr tr style=" height:18px" td width=" 112" nowrap=" " valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " height=" 18" align=" center" p span GB/T11073-2007 /span /p /td td width=" 456" nowrap=" " valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " height=" 18" align=" center" p span style=" font-family:宋体" 硅片径向电阻率变化的测量方法 /span /p /td /tr tr style=" height:18px" td width=" 112" nowrap=" " valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " height=" 18" align=" center" p span GB/T13388-2009 /span /p /td td width=" 456" nowrap=" " valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " height=" 18" align=" center" p span style=" font-family:宋体" 硅片参考面结晶学取向 /span span X /span span style=" font-family:宋体" 射线测试方法 /span /p /td /tr tr style=" height:18px" td width=" 112" nowrap=" " valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " height=" 18" align=" center" p span GB/T14140-2009 /span /p /td td width=" 456" nowrap=" " valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " height=" 18" align=" center" p span style=" font-family:宋体" 硅片直径测量方法 /span /p /td /tr tr style=" height:18px" td width=" 112" nowrap=" " valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " height=" 18" align=" center" p span GB/T19444-2004 /span /p /td td width=" 456" nowrap=" " valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " height=" 18" align=" center" p span style=" font-family:宋体" 硅片氧沉淀特性的测定 /span span - /span span style=" font-family:宋体" 间隙氧含量减少法 /span /p /td /tr tr style=" height:18px" td width=" 112" nowrap=" " valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " height=" 18" align=" center" p span GB/T19922-2005 /span /p /td td width=" 456" nowrap=" " valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " height=" 18" align=" center" p span style=" font-family:宋体" 硅片局部平整度非接触式标准测试方法 /span /p /td /tr tr style=" height:18px" td width=" 112" nowrap=" " valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " height=" 18" align=" center" p span GB/T24577-2009 /span /p /td td width=" 456" nowrap=" " valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " height=" 18" align=" center" p span style=" font-family:宋体" 热解吸气相色谱法测定硅片表面的有机污染物 /span /p /td /tr tr style=" height:18px" td width=" 112" nowrap=" " valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " height=" 18" align=" center" p span GB/T24578-2015 /span /p /td td width=" 456" nowrap=" " valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " height=" 18" align=" center" p span style=" font-family:宋体" 硅片表面金属沾污的全反射 /span span X /span span style=" font-family:宋体" 光荧光光谱测试方法 /span /p /td /tr tr style=" height:18px" td width=" 112" nowrap=" " valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " height=" 18" align=" center" p span GB/T26067-2010 /span /p /td td width=" 456" nowrap=" " valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " height=" 18" align=" center" p span style=" font-family:宋体" 硅片切口尺寸测试方法 /span /p /td /tr tr style=" height:18px" td width=" 112" nowrap=" " valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " height=" 18" align=" center" p span GB/T26068-2018 /span /p /td td width=" 456" nowrap=" " valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " height=" 18" align=" center" p span style=" font-family:宋体" 硅片和硅锭载流子复合寿命的测试非接触微波反射光电导衰减法 /span /p /td /tr tr style=" height:18px" td width=" 112" nowrap=" " valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " height=" 18" align=" center" p span GB/T29055-2019 /span /p /td td width=" 456" nowrap=" " valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " height=" 18" align=" center" p span style=" font-family:宋体" 太阳能电池用多晶硅片 /span /p /td /tr tr style=" height:18px" td width=" 112" nowrap=" " valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " height=" 18" align=" center" p span GB/T29505-2013 /span /p /td td width=" 456" nowrap=" " valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " height=" 18" align=" center" p span style=" font-family:宋体" 硅片平坦表面的表面粗糙度测量方法 /span /p /td /tr tr style=" height:18px" td width=" 112" nowrap=" " valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " height=" 18" align=" center" p span GB/T30701-2014 /span /p /td td width=" 456" nowrap=" " valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " height=" 18" align=" center" p span style=" font-family:宋体" 表面化学分析硅片工作标准样品表面元素的化学收集方法和全反射 /span span X /span span style=" font-family:宋体" 射线荧光光谱法 /span span (TXRF) /span span style=" font-family:宋体" 测定 /span /p /td /tr tr style=" height:18px" td width=" 112" nowrap=" " valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " height=" 18" align=" center" p span GB/T30859-2014 /span /p /td td width=" 456" nowrap=" " valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " height=" 18" align=" center" p span style=" font-family:宋体" 太阳能电池用硅片翘曲度和波纹度测试方法 /span /p /td /tr tr style=" height:18px" td width=" 112" nowrap=" " valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " height=" 18" align=" center" p span GB/T30860-2014 /span /p /td td width=" 456" nowrap=" " valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " height=" 18" align=" center" p span style=" font-family:宋体" 太阳能电池用硅片表面粗糙度及切割线痕测试方法 /span /p /td /tr tr style=" height:18px" td width=" 112" nowrap=" " valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " height=" 18" align=" center" p span GB/T30869-2014 /span /p /td td width=" 456" nowrap=" " valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " height=" 18" align=" center" p span style=" font-family:宋体" 太阳能电池用硅片厚度及总厚度变化测试方法 /span /p /td /tr tr style=" height:18px" td width=" 112" nowrap=" " valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " height=" 18" align=" center" p span GB/T32280-2015 /span /p /td td width=" 456" nowrap=" " valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " height=" 18" align=" center" p span style=" font-family:宋体" 硅片翘曲度测试自动非接触扫描法 /span /p /td /tr tr style=" height:18px" td width=" 112" nowrap=" " valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " height=" 18" align=" center" p span GB/T32281-2015 /span /p /td td width=" 456" nowrap=" " valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " height=" 18" align=" center" p span style=" font-family:宋体" 太阳能级硅片和硅料中氧、碳、硼和磷量的测定二次离子质谱法 /span /p /td /tr tr style=" height:18px" td width=" 112" nowrap=" " valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " height=" 18" align=" center" p span GB/T32814-2016 /span /p /td td width=" 456" nowrap=" " valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " height=" 18" align=" center" p span style=" font-family:宋体" 硅基 /span span MEMS /span span style=" font-family:宋体" 制造技术基于 /span span SOI /span span style=" font-family:宋体" 硅片的 /span span MEMS /span span style=" font-family:宋体" 工艺规范 /span /p /td /tr tr style=" height:18px" td width=" 112" nowrap=" " valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " height=" 18" align=" center" p span GB/T37051-2018 /span /p /td td width=" 456" nowrap=" " valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " height=" 18" 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span GB/T6618-2009 /span /p /td td width=" 456" nowrap=" " valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " height=" 18" align=" center" p span style=" font-family:宋体" 硅片厚度和总厚度变化测试方法 /span /p /td /tr tr style=" height:18px" td width=" 112" nowrap=" " valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " height=" 18" align=" center" p span GB/T6619-2009 /span /p /td td width=" 456" nowrap=" " valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " height=" 18" align=" center" p span style=" font-family:宋体" 硅片弯曲度测试方法 /span /p /td /tr tr style=" height:18px" td width=" 112" nowrap=" " valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " height=" 18" align=" center" p span GB/T6620-2009 /span /p /td td width=" 456" nowrap=" " valign=" middle" style=" border: 1px solid rgb(0, 0, 0) padding: 5px " height=" 18" align=" center" p span style=" font-family:宋体" 硅片翘曲度非接触式测试方法 /span /p /td /tr tr style=" height:18px" td width=" 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