Финишная полировка пластин

После двухсторонней шлифовки и алмазной полировки необходимо получить зеркально гладкую рабочую сторону пластины. Для этого выполняют финишную одностороннюю полировку. Для получения идеально гладкой зеркальной поверхности полупроводниковых пластин используют химико-механическую полировку. При этом применяют специальные полирующие составы из субмикронных порошков оксидов кремния, циркония или алюминия, взвешенных в растворе на основе KOH, NaOH или этилендиамина и образующих коллоидно-дисперсные системы [2, 4]. В основе химико-механической полировки лежат химические процессы, происходящие между компонентами суспензии и полируемым материалом (кремнием) и механическое удаление материала. Под воздействием теплоты, выделяемой при трении, происходит окисление материала подложки ионами гидроксила (OH^-). В этом заключается химическая часть процесса полирования [2]. Механическая часть процесса состоит в следующем: частицы кремнезема, находящиеся в суспензии, механическим путем удаляют окисленный кремний, переводя его в раствор. Из-за малого размера абразивных зерен (~0,1 мкм) между ними и обрабатываемым материалом прямого контакта почти не происходит, благодаря чему поверхность пластин получается без рисок и царапин с минимальными нарушенным слоем (менее 1 мкм) [4].

Финишную полировку пластин проводят в две стадии:

§ первая стадия или финишная полировка – предназначена для снятия нарушенного слоя, образовавшегося после шлифовки или алмазной полировки, припуск на обработку составляет 25-30 мкм;

§ вторая стадия или суперфинишная полировка – удаление остаточного нарушенного слоя, припуск на обработку 1-2 мкм.

Двухсторонняя финишная полировка пластин проводится одновременно с двух сторон на станках двухстороннего полирования (станки конструктивно аналогичны станкам двухсторонней шлифовки). Двухсторонняя полировка применяется, в основном, на пластинах диаметром 200 мм и более, для получения пластин с высокими геометрическими характеристиками для изделий с проектными нормами 0,25 мкм и менее. Так как после двухсторонней полировки рабочая и нерабочая сторона практически не отличается, то обращение с такими пластинами требует полной автоматизации производства, как при изготовлении пластин, так и микросхем.

При односторонней полировке обрабатывается только рабочая сторона пластины. При односторонней полировке гораздо сложнее получить пластины с необходимыми геометрическими параметрами, но обратная сторона таких пластин обладает геттерирующими свойствами и не подвержена механическим нарушениям в процессе дальнейших обработок.

Станки односторонней полировки представлены на рисунке 2.25.

а) внешний вид б) схема станка

Рисунок 2.25. Станок односторонней финишной полировки SpeedFam 50SPAW II
фирмы Peter Wolters, Германия [49]

В комплект станка односторонней полировки (рис. 2.25) входит полировальник с водяным охлаждением, четыре вращающихся шпинделя, к которым крепятся приклеечные блоки, а также система подачи деионизованой воды для промывки пластин по окончании полировки. В зависимости от конструкции станка на шпиндели может подаваться или не подаваться водяное охлаждение. В процессе полирования полировальник и шпиндели с пластинами приводятся во вращение, на полировальник подается суспензия. Вращение полировальника принудительное, вращение шпинделей в зависимости от конструкции станка может быть принудительным или самопроизвольным (за счет вращения полировальника). На каждом шпинделе с помощью сжатого воздуха создается необходимое усилие прижима (рабочее давление).

Полировка пластин проходит при определенной температуре, которая контролируется специальными датчиками. Температура финишной полировки может изменятся в диапазоне от 36 до 45 °С, суперфинишной от 35 до 37 °С. Температура полировки является одним из факторов, который определяет процесс полировки и влияет на качество поверхности пластин. Неправильно подобранная температура может привести как к «перетраву» поверхности, так и ее недостаточной полировке. В обоих случаях могут быть получены пластины с геометрическим параметрами, не соответствующими требуемым, а также с некачественной рабочей поверхностью. Поддержание заданной температуры полировки осуществляется за счет охлаждения (подогрева) полировальника, а также правильно подобранных режимов полировки (давление, скорость, подача суспензии).

Для крепления пластин в процессе полирования используют крепление с помощью воска (wax) и безприклеечную (безвосковую) систему крепления (Template).

Крепление пластин с помощью воска - пластины приклеивают на специальные приклеечные блоки. Приклеечные блоки могут быть изготовлены из дюраля или керамики. Приклеечные блоки, изготовленные из дюраля, имеют высокий коэффициент расширения, подвержены взаимодействию с полирующей суспензией, поэтому для получения качественных пластин необходима регулярная периодическая реставрация (доводка) приклеечных блоков.

Керамические блоки лишены вышеуказанных недостатков. Ведущие фирмы изготовители кремниевых пластин (MEMC, Италия; Siltronic, Германия; Siltron LG, Корея) для получения пластин с высокими геометрическими параметрами используют только керамические приклеечные блоки. Недостатками керамических блоков являются высокая стоимость, возможность растрескивания пластин при неправильно подобранных режимах наклейки.

Для крепления пластин используют специальные твердые (воски) или жидкие мастики.

Твердую мастику (пчелиный воск, парафин или мастику сложного состава, в которую входит канифоль) наносят непосредственно на подогретый до температуры плавления мастики приклеечный блок.

При использовании жидкой мастики ее наносят непосредственно на пластину методом центрифугирования на специальном оборудовании (рис. 2.26). Использование жидкой мастики позволяет достигнуть лучших геометрических параметров пластин по сравнению с использованием твердой мастики. Некачественное нанесение мастики (неоднородность толщины, наличие частиц) приводит к ухудшению геометрических параметров получаемых пластин.

Пластины с нанесенной мастикой равномерно располагают на разогретом приклеечном блоке на установке приклейки пластин (рис 2.26). Далее на пластины сверху укладывают прокладку, блок с пластинами устанавливают на плиту с водяным охлаждением под пресс с регулируемым усилием прижима, где пластины выдерживаются до остывания. Затем блок с пластинами укладывают на тележку для транспортировки к станку полировки (вес блока в зависимости от конструкции станка может колебаться от 2 до 16 кг), пластины тщательно протирают растворителем (бензин – нефрас, изопропиловый спирт и т.д.) от остатков клеящей мастики.

а) наклейки пластин на приклеечные блоки б) нанесения мастики

Рисунок 2.26 – Установки нанесения мастики и приклеивания пластин [?]

Метод крепления пластин при помощи воска сравнительно дорог и не обеспечивает достижения высокой степени плоскостности. Поэтому был разработан метод бесприклеечной технологии, при котором пластины просто прикладываются к плоскому полировальнику, состоящему из двухслойного винила [50]. Такой метод крепления пластин снижает себестоимость процесса полирования и ослабляет влияние частиц, попавших на заднюю поверхность полируемых пластин, на плоскостность полируемой поверхности [2]

Безвосковая система представляет собой круглую планшайбу с углублениями, изготовленную из полимерного материала (типа стеклотекстолита), которая клеится на приклеечный блок. В углубления планшайбы вставляются вкладыши, а затем полируемая кремниевая пластина. Вкладыши имеют меньший срок службы по сравнению с планшайбой и поэтому подлежат периодической замене.

Далее блоки с пластинами переносят на станок полировки и прикрепляют к шпинделям станка. Перед полировкой проводят подготовку полировальника к работе:

· на полировальник станка при помощи специального клея наклеивают полировальный материал (полировальный круг);

· полировальный круг непосредственно на станке проходит специальную подготовку: разработку и зачистку щетками, специальными скребками; жесткие полировальники правят алмазными кругами, тщательно промывают деионизованной водой;

· полировальники на второй стадии разрабатываются пластинами (балластными).

Для определения удельного съема кремния и уточнения времени полировки при помощи индикатора проводят измерение толщины нескольких пластин в наклеенном состоянии до и после полировки.

После проведения подготовительных работ приступают непосредственно к процессу полировки. В зависимости от стадии полировки выбирают соответствующий полировальный материал и суспензию, режимы обработки. Финишную и суперфинишную полировку проводят на разных станках. После окончания полировки очень важно сразу же провести отмывку пластин от полировочной суспензии непосредственно на станке, когда пластины находятся на приклечных блоках. В таблице 2.9 приведены материалы и режимы, которые используются при полировке пластин.

Для односторонней полировки пластин используются станки украинского производства (Ю1М3.105.004, Ю1М3.105.012, Ю1М3.105.016) или зарубежных фирм, например, Peter Wolters, Германия (FL 12P, PW SpeedFam 50SPAW II) [49] и (AC 1500-P3 и AC 2000-P2 для двусторонней полировки) [51], GigaMat technologies, США (3806 Polisher, 3808 Polisher, 3812 Polisher) [52].

Таблица 2.9 – Режимы полировки и используемые материалы

Назначение операции	Материалы	Режимы полировки
Первая стадия или финишная полировка – предназначена для снятия нарушенного слоя, образовавшегося после шлифовки, припуск на обработку составляет 25-30 мкм	Суспензии [53, 54]: водные суспензии на основе порошка оксида алюминия Al2O3, диоксида кремния SiO2 c добавлением гидроксида калия (KOH), гидроксида натрия (NaOH) или органические вещества, проявляющие органические свойства (этилендиамин, моноэтаноламин и др.) с зернистостью не выше 3 мкм Полировальные материалы: всевозможные войлоки, замша искусственная, полимерный материал на основе полиуретанов	Время: 30-60 мин Температура: 36 до 450С Давление: рН суспензии:10-12 Припуск на обработку: 25-30 мкм Удельный съем:1 мкм/мин
Вторая стадия или суперфинишная полировка – удаление остаточного нарушенного слоя, припуск на обработку 1-2 мкм	Суспензии [53, 54]: водные суспензии на основе порошка оксида алюминия Al2O3, диоксида кремния SiO2 c добавлением гидроксида калия (KOH), гидроксида натрия (NaOH) или органические вещества, проявляющие органические свойства (этилендиамин, моноэтаноламин и др.)   зернистость не выше 3 мкм Аэросил — рыхлый голубовато-белый порошок, представляющий собой чистый диоксид кремния. Выпускается марок А-175, А-300 и А-380, в которых средний размер частиц составляет соответственно 10—40, 5—20 и 5—15 мкм	Время: 5-10 мин Температура: 35 до 370С Давление: рН суспензии:7-8 Припуск на обработку:1-2 мкм

Выбор полировального материала зависит от совместимости его с используемой абразивной суспензией, типа станка, требований к параметрам пластин. Полировальный материал должен удерживать своим ворсом частицы абразивного материала в процессе обработки полупроводниковых пластин, иметь низкую стойкость к истиранию.

Первые ткани, которые применялись для полировки пластин, как правило, использовались в легкой промышленности (батист, войлок, фетр, замша искусственная) [?]. Пластины, которые полировались с использованием указанных материалов, имели остаточные нарушенные слои, величина, которых доходила до
1,0 мкм, большие значения таких геометрических параметров, как клин и отклонение по толщине от номинала.

С развитием электронной промышленности для полировки полупроводниковых материалов стали разрабатывать специальные полимерные материалы на основе полиуретанов, которые позволили уменьшить величину нарушенного слоя до 0,1 мкм и менее, улучшить геометрические характеристики пластин. В странах СНГ - это политан, поливел, в странах дальнего зарубежья материалы на основе вспененных полиуретанов (Politex и более новый материал BLACKCHEM 2, а также Polypad фирмы PACE Technologies, США [55, 56], Polypas – фирмы FUJIBO Holdings, Inc (Fujibo Ehime Co., Ltd), Япония [57], SUBA 500, 1200 фирмы Rohm and Haas Electronic Materials, США [58], Ciegal фирмы CHIYODA, Япония [59]).

Кожа синтетическая для полирования - п олитан (производится в СНГ по ТУ 17-21-432-82) – представляет собой волокнистый синтетический довольно мягкий материал (рисунок 2.27), предназначен для финишной полировки полупроводниковых пластин после шлифовки, алмазной полировки, обеспечивает необходимый съем материала. Для кремния используют политан с объемной плотностью (0,22±0,04) г/см³, материал подвержен истиранию, качество политана существенно влияет на геометрические параметры пластин. На данном материале невозможно получить пластины с величиной клина менее 6-10 мкм для субмикронного производства, материал не рассчитан для производства пластин диаметром 200 мм.

Материалы для финишной полировки производства дальнего зарубежья на основе полиуретанов (SUBA 500, 1200 фирмы Rohm and Haas Electronic Materials, США [58], Polypas – фирмы FUJIBO Holdings, Inc (Fujibo Ehime Co., Ltd), Япония [57])с клеевой основой – представляют собой открытую пористую структуру, которая позволяет быстро и эффективно удалять кремний (Рисунок 2.28). Данные материалы обладают высокими прецизионными свойствами, обеспечивают хорошие геометрические параметры пластин (клин, отклонение от плоскостности) в том числе для пластин большого диаметра (свыше 150 мм) для субмикронного производства. Материалы данной группы довольно жесткие (по сравнению с политаном), требуют правки специальными жесткими дисками (для правки могут быть использованы алмазные диски).

Рисунок 2.27 – Поперечное сечение политана [24]

Рисунок 2.28 – Поперечное сечение материалов на основе полиуретанов

(разновидность материалов SUBA, Politex, BLACKCHEM 2) [55]

Замша искусственная для полирования - п оливел (производства СНГ), Politex и более новый материал BLACKCHEM 2 фирмы PACE Technologies, США [55], Ciegal фирмы CHIYODA, Япония [59] –представляет собой пористый волокнистый синтетический материал (рисунок 2.29), предназначен для суперфинишной полировки полупроводниковых пластин после финишной полировки предназначен для удаления остаточных нарушенных слоев и удаления матовости. Материалы, изготовленные в дальнем зарубежье, могут иметь клеевую основу и поставляются кругами по диаметру полировальника.

Рисунок 2.29 – Поперечное сечение материалов для финишной полировки

(поливел, Politex, BLACKCHEM 2) [55]

К наклеенным полировальным материалам предъявляют ряд требований по качеству: они не должны иметь складок, порезов, утолщений, разорванных нитей, бугров и впадин, посторонних включений и других дефектов поверхности. Стойкость полировальников: полировальник из политана пригоден для 20— 30 циклов обработки пластин, на основе полиуретанов — для 50—70.

2.5.9 Процессы травления и очистки при изготовлении кремниевых пластин

На всех стадиях изготовления (после резки шлифовки, полировки) кремниевые пластины подвергаются различным видам очистки [60].

Очистка пластин после резки, шлифовки

Пластины после обработки абразивными порошками (резка, снятие фаски, двухсторонняя шлифовка) на своей поверхности имеют остатки абразивного материала и кремниевую крошку. Для очистки поверхности после указанных операций применяют травление пластин в растворе щелочи:

- резка 5-10% раствор гидроксида натрия (NaOH);

- снятие фаски 10-15% раствор гидроксида натрия (NaOH);

- двухсторонняя шлифовка 15 - 20% раствор гидроксида натрия (NaOH).

Температура травления после резки 90-95 °С, после двухсторонней шлифовки 120-130 °С.

Кроме очистки щелочное травление также выполняет функцию снятия механических напряжений с поверхности и кромки пластин, а для пластин после шлифовки, частично – создание внешнего геттера.

Процесс химического травления кремния в растворе щелочи описан следующим уравнением химической реакции:

NaOH + Si = Na₂SiO₃ + H₂ ­ (2-)

Техпроцесс щелочного травления наиболее дешевый, процесс происходит очень быстро. Однако качество травленой поверхности очень сильно зависит от температурных режимов и момента окончания реакции. Процесс травления должен быть остановлен очень быстро, в противном случае, в процессе транспортировки из реакционной ванны в ванну отмывки пластины продолжают повергаться химическому воздействию, в результате чего поверхность может быть неоднородной в виде пятен травления. Данный факт тяжело обеспечить при проведении травления в автоматическом режиме. Кроме этого, при щелочном травлении возможно загрязнение ионами натрия, железа и др., что в дальнейшем влияет на работу микросхем.

Зарубежные фирмы (МЕМС, Siltronic, Siltron и др.) в последнее время перешли на кислотное травление. По их мнению, правильно подобранный процесс кислотного травления обеспечивает однородную поверхность пластины с хорошей геометрией, процесс наиболее чистый и дает лучшие результаты по геометрическим параметрам.

Ниже на рисунке 2.30 приведена фактура поверхности пластин после щелочного и кислотного травления.

а) щелочное б) кислотное

Рисунок 2.30 – Внешний вид пластин после травления

Щелочной травитель – селективный, дает более шероховатую поверхность (шероховатость Roughness (R_a) в диапазоне 0,4 – 0,6 mm) по сравнению с кислотным травлением, который обладает полирующими свойствами (R_a в диапазоне 0,04 – 0,08 mm). Для придания геттерирующих свойств, на пластинах после кислотного травления дополнительно создают внешний геттер пескоструйным методом.

Очистка пластин после полировки алмазными пастами

Пластины после полировки алмазными пастами имеют загрязнения в виде алмазных паст, масел. Отмывку проводят в горячих растворах поверхностно-активных веществ (ПАВ) с использованием ультразвука, в ряде случаев дополнительно проводят механическую очистку (гидромеханическая очистка) с последующей промывкой в воде.

Очистка пластин после финишной полировки

Химическая обработка поверхности кремниевых пластин после полировки предшествует операциям изготовления ИС и существенно влияет на выход годных кристаллов.

Методика очистки зависит от характера загрязнений и последующего использования пластин. Так пластины диаметром 60, 76, 100 мм могут отмываться по упрощенной схеме, тогда как пластины диаметром 150, 200 мм, предназначенные для субмикронного производства, проходят более сложную процедуру отмывки, состоящую из нескольких этапов.

Поверхность пластин после изготовления загрязнена: органическими (жировые пленки, остатки клеящих мастик) и неорганическими (абразивные частицы, остатки полирующих суспензий, ионы металлов, пыль) загрязнениями.

Очистку поверхности от органических загрязнений (обезжиривание) осуществляют в органических растворителях (толуол, ацетон, бензин, четыреххлористый углерод, спирты) или в кипящих водных растворах поверхностно-активных веществ (ПАВ) с последующей промывкой в деионизованной воде.

Далее процесс отмывки проводят в неорганических растворах. Более подробно химическая очистка поверхности кремниевых пластин описана в [60].

Выбор дальнейших процессов химической очистки должен обеспечить:

- удаление остатков органических загрязнений, образовавшихся в процессе обезжиривания;

- удаление слоев оксида;

- удаление механических загрязнений;

- удаление металлических и ионных примесей.

Характерной особенностью отмывки пластин после полировки - это обязательное присутствие в техпроцессе гидромеханической обработки (кисти), а также использование в моющих растворах ультразвука.

Схематически процесс отмывки пластин диаметром 150, 200 для субмикронного производства представлен в таблице 2.8.

Пластины диаметром 60, 76, 100 мм проводят с использованием Модуля I (обезжиривание), V (перекисно-аммиачный раствор), VI (промывка в воде), VII (сушка).

После отмывки в растворах пластины переносятся на установки отмывки кистями. Установки отмывки кистями (гидромойки) могут одновременно промывать пластину с двух сторон (установки типа скрубера) или с одной стороны. После отмывки кистями пластины сушатся центрифугированием.

Техпроцесс отмывки пластин осуществляется должен осуществляться в помещении 10 класса чистоты, для субмикронного производства - в помещении 1 класса чистоты.

Значительное внимание уделяется системе очистки деионизованной воды.

После химочистки пластин осуществляется и их контроль (толщина, клин, прогиб, неплоскостность, внешний вид, частицы, матовость и др.). Контроль пластин, а также термины и определения изложены в разделе 2.5.10.

2.5.10 Упаковка

Завершающая операция изготовления пластин их упаковка.

От упаковки зависит сохранность пластин и обеспечение их чистоты при транспортировке. Как правило, пластины укладывают в специальную разъемную тару, которая состоит из двух частей, внутрь которой помещена кассета с пластинами. Требования к чистоте тары должны быть такими же, как к чистоте самих пластин, в противном случае произойдет загрязнение пластин от самой тары. Далее тару с пластинами помещают в полиэтиленовый мешок и в металлизированный мешок, оба мешка с пластинами проходят вакуумную упаковку (рисунок 2.31). Сверху или сбоку на тару с пластинами наклеивается сопроводительный лист, который содержит: наименование марки кремния, производителя и основные параметры пластин. Упакованные таким образом пластины помещают в картонные ящики, которые имеют мягкие прокладки и препятствуют перемещению тары с пластинами внутри коробок. Сверху на ящики клеятся знаки: «Верх», «Осторожно, хрупкое».

Рисунок 2.31 – Упаковка пластин в тару [6]

Таблица 2.10 – Схема отмывки пластин для субмикронного производства (Состав модулей, входящих в автоматическую

линию химической очистки пластин) [?]

Модуль загрузки

I Модуль Удаление клеящих мастик

II Модуль CARO

III Модуль BHF

IV Модуль SC-2

V Модуль SC-1

VI Модуль

VII Модуль

Модуль выгрузки

ERD+ OR

H2SO4+H2O2

HQDR +OR

HF+ DIW

ERD OR

HCl+H2O2+ DIW

ERD OR

NH4OH+ H2O2+ DIW

ERD OR

FR Final Rinse

SD Сушка

Ультразвук

Перекисно-серный

Перекисно-соляный

Перекисно-аммиачный

возможно Мегазвук

до 18Мом×см

ПАВ+вода

Промежуточная промывка

Финишная промывка

Т0C

100±5

50±5

135±5

70±5

холодная

75±50

90±5

40±5

Состав

10:1 4:1

1:100 1:10

1:1:4 1:3,5:15,5 1:1,5:7

1:1:4 1:1.5:7

Назначение

Обезжиривание. Органические загрязнения

Окислительные свойства, очистка от неметаллических загрязнений

Растворитель (удаляют слой окисла)

Связывают ионы металлов и препятствуют их повторному осаждению

Окислительные свойства, очистка от механических, органических загрязнений, десорбция ионных примесей за счет образования комплексных соединений с аммиаком

Примечания:

ERD (или QDR) – drain rinsing – промежуточная отмывка со сливом воды на сброс (быстрый сброс, возможно, с помощью душа)

OR –Overflow Rinse - промежуточная ванна с переливом

HQDR - – HOT Dump Rinse after Caro - быстрая промывка после КАРО с подогревом, (для предотвращения растрескивания пластин от перепада температур)

2.6 Контроль параметров пластин монокристаллического кремния

2.6.1 Параметры, характеризующие кремний монокристаллический, и методы их контроля

К параметрам, характеризующим кремний, относятся тип проводимости, удельное сопротивление, радиальный градиент удельного сопротивления, концентрация атомов междоузельного кислорода, радиальный градиент концентрации атомов междоузельного кислорода, концентрация атомов замещения углерода, объемная (для кремния) и поверхностная (для пластин) концентрация металлов.

Удельное сопротивление и тип проводимости являются электрическими характеристиками кремния, которые важны для создаваемого полупроводникового прибора или ИМС. Для измерения удельного сопротивления пластин монокристаллического кремния наиболее широко применяют два метода: четырехзондовой метод и метод вихревых токов. Оба метода являются неразрушающими и позволяют быстро проводить измерения [62, 63].

Четырехзондовый метод основан на явлении растекания тока в точке контакта металлического острия с полупроводником [62]. Четыре зонда, расположенные в линию (обычно на расстоянии 1 мм), опускаются на поверхность кремния с давлением, достаточным для установления омического контакта. Ток пропускается через кремний через внешние зонды, а напряжение измеряется между двумя внутренними зондами. Удельное сопротивление определяется по формуле

r = 2psU/I, Ом*см, (2-)

где s – расстояние между зондами, U – разность потенциалов между двумя внутренними зондами, I – ток между внешними зондами.

Для измерений может использоваться установка ЦИУС 13 МП-0,5 – 001 СЖМ2.600.002 ТУ (измерения проводятся в ручную). В настоящее время имеется оборудование, которое обеспечивает многоточечное измерение и создание карты поверхностного сопротивления по всей пластине, например, Omnimap RS75 фирмы KLA (США) [64]. Четырехзондовый метод является контактным и может вносить повреждения на измеряемую поверхность.

Метод вихревого тока основан на воздействии высокочастотного магнитного поля на поверхность слитка или пластины и создания вихревых токов в приповерхностной области. При этом поглощение мощности магнитного поля пропорционально проводимости, что позволяет рассчитать удельное сопротивление. Оборудования для контроля удельного сопротивления методом вихревых токов выпускают несколько фирм, например, установка МХ604,фирмы E+H Metrology GmbH, Германия [65] или установки 1500 Family, RS300 фирмы Lehighton Electronics Inc. (США) [66].

Для контроля типа проводимости в соответствии со стандартом SEMI MF42 [67] используются четыре метода. В методах А и В для определения типа проводимости используется знак термической ЭДС, сгенерированной между металлическими зондовыми контактами, удерживаемыми при различных температурах. Один из зондов удерживается при комнатной температуре, в то время как другой зонд нагревается (Метод А) или охлаждается (Метод В). Теплый зон будет иметь положительный потенциал по отношению к холодному зонду, когда исследуется образец n -типа и отрицательный при исследовании образца p -типа. По данным методам работает прибор контроля типа проводимости ЕЮ2Э.000.

В методе С для определения типа проводимости используется направление тока, протекающего через точечный выпрямляющий контакт. Точечный металлический контакт к полупроводнику p -типа пропускает ток, когда полупроводник имеет положительный потенциал, в то время как точечный металлический контакт к полупроводнику n -типа пропускает ток, когда полупроводник имеет отрицательный потенциал. По данному методу работает устройство контроля типа проводимости К 729.00.000.

В методе D могут использовать как режим выпрямляющего контакта так и. в первом случае для определения типа проводимости используется изменяющее полярность напряжение, требуемого для обратного смещения точечного контакта (для измерения используется три контакта – между двумя контактами подается изменяющееся напряжение). Во время первого цикла, дающего прямосмещенный контакт, наблюдается большое падение напряжения. Во время второго цикла, когда контакт обратносмещенный, падение напряжение незначительное. Это неравенство напряжения отражается в компоненте тока постоянного тока, которая детектируется третьим зондом. Во втором варианте метода D для определения типа проводимости используется термический градиент, возникающий в результате переменного тока, протекающего через пару точечных контактов и детектируемый другой парой зондов.

Кроме того, определение типа проводимости может проводиться за счет измерения поверхностного фотонапряжения, созданного при помощи импульсного лазерного излучения высокой интенсивности (например, тестер бесконтактного определения типа проводимости PN-100 P/N).

Фирма E+H Metrology GmbH (Германия) выпускает ручные и автоматизированные измерители типа проводимости пластин монокристаллического кремния, например. МХ604 или MX202 [65, 67].

Концентрация атомов междоузельного кислорода, радиальный градиент концентрации атомов междоузельного кислорода, концентрация атомов замещения углерода. Присутствие кислорода в кремнии желательно для определенных операций изготовления кристаллов для предотвращения образования индуцированных процессом дефектов. Кислород встраивается в кремний во время выращивания слитка кремния, поэтому важно контролировать содержание кислорода в кремниевом слитке. Кислород также необходим для создания внутреннего геттера в кремниевых подложках. Наличие углерода в кремнии нежелательно, так как он приводит к образованию дефектов в процессе обработки кремния.

Принцип измерения основан на зависимости поглощения инфракрасного излучения атомами оптически активного кислорода и углерода в зависимости от их концентрации в кремнии. Для определения содержания кислорода проводят измерение интенсивности связи (коэффициента поглощения) кислород-кремний в области 1107 см^-1 с использованием короткой базовой линии, прорисованной в диапазоне между 1040 и 1160 см^-1. Для определения содержания углерода проводят измерение коэффициента поглощения в области 605 см^-1, связанной с замещающим углеродом в кремнии, с использованием базовой линии, прорисованной в диапазоне между 700 и 500 см^-1. Для измерений используют инфракрасный Фурье-спектрометр, например, ФСМ-1201 [69] фирмы ООО «Мониторинг», Россия или QS-500, QS-2200, QS-3300 и др. фирмы Accent, США [70]. Следует отметить, что адсорбция свободных носителей в кристаллах n -типа с удельным сопротивлением ниже 0,1 Ом×см и в кристаллах p -типа с удельным сопротивлением ниже 0,5 Ом×см уменьшает доступную энергию ниже требуемой для удовлетворительной работы большинства спектрофотометров, что делает невозможным измерение содержания кислорода в таких кристаллах [71].

Загрязнение кремния металлами существенно влияет на выход годных ИМС, особенно с уменьшением линейных размеров до субмикронных. Количественный анализ концентрации металлов (объемной для кремния и поверхностной для пластин)может быть выполнен при помощи нейтронного активационного анализа, измерения генерационного времени жизни неосновных носителей и неравновесной спектроскопии глубоких уровней [63]. В последние годы появился новый метод (и промышленное оборудование), который позволяет оперативно оценить наличие загрязнений, как на исходных подложках, так и в эпитаксиальных слоях. Это метод рентгеновской флоуресценции в условиях полного внешнего отражения рентгеновских лучей (TXRF) [63]. Указанные выше методы описаны в главе 4.

Метод TXRF нашел широкое применение для контроля пластин монокристаллического кремния с целью определения поверхностной концентрации металлов. Метод позволяет определять концентрации таких элементов как калий, кальций, титан, ванадий, хром, марганец, железо, кобальт, никель, медь, цинк, мышьяк, молибден, палладий, серебро, олово, тантал, вольфрам, платина, золото, ртуть и свинец.

2.6.2 Параметры, характеризующие внешний вид пластин кремния монокристаллического

В процессе изготовления пластин монокристаллического кремния на них могут образовываться или попадать различные дефекты. В данном разделе приведены определения различных дефектов [7], контролируемых в процессе изготовления пластин, а также возможные причины их возникновения и методы контроля.

Трещина (crack), микротрещина – дефект поверхности, представляющий собой разрыв целостности материала, идущий вглубь под определенным углом к поверхности и образовавшийся вследствие хрупкого разрушения.

Воронья лапка (crow¢s foot) – разновидность трещин, взаимно пересекающиеся трещины, по рисунку напоминающие «воронью лапку» на поверхности c ориентацией (111) и крест на поверхности с ориентацией (100).

Краевой скол (edge chip), сквозной, несквозной скол – краевой дефект, распространяющийся от поверхности к краю пластин с рабочей или нерабочей поверхности пластины, имеющий радиальную глубину и периферическую длину более 0,25 мм (0,001 дюйма).

Периферийный скол (peripheral chip) или чешуйчатый скол (flake chip), микроскол – мелкий кратер, образующийся на периферии пластины.

Трещины и сколы указывают на наличие кристаллографического повреждения материала. Причина возникновения трещин и сколов - механическая обработка пластин на операциях резка, шлифовка, полировка. Микросколы по краю пластины на фаске могут быть вызваны некачественным инструментом или недостаточно настроенным оборудованием. Некоторые сколы могут появиться в результате перемещения пластин по маршруту обработки или измерения. Размер скола определяется его максимальной радиальной длиной.

Макроцарапина (macroscratch) – царапина, видимая невооруженным взглядом под высокоинтенсивным или диффузным освещением.

При селективном травлении проявляется в виде следа из плоскодонных фигур травления. Форма фигур травления зависит от ориентации поверхности пластины и состава применяемого селективного травителя. Имеет глубину более 0,12 мкм, соотношение длины к ширине более 5: 1.

Микроцарапина (microscratch) – царапина, риска, не видимая невооруженным глазом при диффузном освещении, но видимая невооруженным глазом при высокоинтенсивном освещении. Имеет глубину менее 0,12 мкм.

След от пинцета (tweezers mark) – повреждения, вызванные касанием пинцета о поверхность пластины.

Царапины и микроцарапины – поверхностное повреждение материала могут быть вызваны, как воздействием абразивного материала на поверхность, так и внешним касанием инородных предметов (сбои в работе движущихся частей оборудования, ручная загрузка – выгрузка пластин, отклейка пластин и т.д.). Особенно подвержена повреждению полированная поверхность пластин после финишной полировки.

Бугор (mound) – выступ неправильной формы, с одной или несколькими неправильно сформированными гранями, который образовывается при неравномерном процессе полировки с размером более 0,25 мм (0,010 дюйма).

Впадина (dimple) –углубление в гладкой поверхности, диаметр которого составляет более 3 мм, имеющее вогнутую сферическую форму с плавными наклоненными краями, является дефектом наклейки и проявляюется после полировки.

Ямка – углубление на поверхности пластины со скошенными краями (в отличие от впадины, которая имеет округлые края).

Бугор, ямка и впадина – типичнее дефекты некачественной наклейки пластин на приклеечные блоки. При попадании инородных включений под пластину в процессе полировки в месте включений образуется ямка. Бугры – следствие некачественной протирки пластин от клеящей мастики пред полировкой.

Канавка (groove) - мелкая царапина с закругленными краями, представляющая собой след от царапины, не полностью удаленной в процессе полирования.

Кратер лунный (moon crater) –– текстура поверхности, которая образуется в результате того, что пластина плавает на начальной стадии полировки на полировальнике.

Апельсиновая корка (orange peel) – тип поверхности пластины с крупноразмерными неровностями, видимыми невооруженным глазом. Дефект вызван неправильно подобранными режимами полировки.

Канавки, апельсиновая корка, кратеры в какой-то мере бугры - дефекты, связанные с процессом травления при проведении финишной (химико-механической) полировки.

Загрязнения (contamination), протяженное загрязнение (area contamination) – любое постороннее вещество или образование на поверхности пластины в локализованных зонах с протяженностью занимаемой области большей, чем размер одиночного локализованного светорассеивающего объекта. Проявляется в виде изменения цвета, помутнения из-за появления грязных и окрашенных пятен, пятен от воды (пятна, потеки, разводы), обычно удаляется очисткой в моющих растворах.

Грязь (dirt) – поверхностное загрязнение, которое не удаляется очисткой в растворителях, моющих растворах перед проведением операции контроля. Проявляется в виде локализованных зон, которые загрязнены, имеют пятна, изменения цвета, покрыты крапинками, и др., либо имеют помутнения, появившиеся из-за наличия пленки из инородного материала.

Грязное пятно (smudge) – локальная область интенсивного загрязнения, обычно вызванная отпечатками держателей пластин или пальцев.

Остатки приклеечного материала (wax residue) - тонкая пленка приклеивающего состава, образующаяся на поверхности пластины.

Остаток растворителя (solvent residue) - вид загрязнения на поверхности пластины, появляющегося после испарения растворителя и оставленного либо самим растворителем, либо материалом, который удалялся с помощью растворителя, но вновь осел на поверхности.

Пыль (dust) - твердые частицы материала, которые могут быть легко удалены с помощью очистки.

Светящиеся точки – локальные точечные загрязнения поверхности в виде частиц (particle), или поверхностный микродефект (surface micro defect, SMD) или частица, зарожденная в кристалле (crystal originated particle, COP). Светящиеся точки наблюдаются под источником высокой интенсивности

Частица (particle) на поверхности пластины – маленькая частица пыли или инородного материала. Частицы могут наблюдаться визуально при высокоинтенсивном освещении как светящиеся точки, а также регистрироваться с помощью автоматизированных систем в виде импульсов рассеяния сканирующего лазерного луча. Частицы на поверхности пластины обычно удаляются химической и гидромеханической очисткой.

Локализованный светорассеивающий объект (localized light scatterer, LLS) или светорассеивающий точечный дефект (light point defect, LPD) – изолированное образование, такое как частица на поверхности пластины или вблизи нее, вызывающее более интенсивное рассеяние света, чем окружающая его поверхность пластины. Дефекты достаточных размеров проявляются как светящиеся точки под источником света высокой интенсивности и могут наблюдаться визуально, но это наблюдение носит качественный характер.

LLS регистрируются автоматизированными измерительными системами. Наблюдение с помощью автоматизированных систем носит количественный характер, что позволяет сортировать рассеивающие объекты по интенсивности рассеяния. Измерительная система также фиксирует царапины, которые представляют собой протяженные скопление точечных дефектов.

Все загрязнения поверхности являются результатом некачественной отмывки пластин после финишной полировки. На поверхности пластин также могут присутствовать пятна, которые образовались вследствие некачественной отмывки непосредственно на станке полировки

Матовость (haze) –Нелокализованное рассеяние света, обусловленное топографией поверхности (микрошероховатостью) или большой плотностью дефектов на поверхности или вблизи нее (ямок, бугров, небольших выступов). Матовость вследствие действия совокупности дефектов является интегральным эффектом, регистрируется те ми же автоматизированными измерительными системами, что и при контроле частиц. Матовость можно также качественно оценить визуально под источником света высокой интенсивности.

Причина появления матовости – неправильно подобранные режимы второй стадии полировки

Нарушенный слой - остаточные поверхностные повреждения в тонком приповерхностном слое ПМК после резки, шлифовки, полировки. Характеризуются как локальные нарушения кристаллографического совершенства, имеющие различную глубину и протяженность.

После финишной полировки нарушения носят характер открытых или заполированных дефектов и выявляются в виде царапин, микроцарапин после селективного травления (скорость химического травления остаточных поверхностных повреждений значительно выше скорости химического травления исходного ненарушенного материала). Контроль остаточного нарушенного слоя (царапины, микроцарапины, ямки травления) проводят при свете высокой интенсивности невооруженным глазом или под микроскопом

Мелкие ямки травления (shallow etch pits), блюдцеобразные ямки (saucer pits) – дефекты, которые видны после селективного травления. Небольшие по размеру и мелкие по глубине ямки травления наблюдают под микроскопом при увеличении 200^´ и выше.

Окислительные дефекты упаковки, дислокации, линии скольжения - выявляются на пластинах после высокотемпературного пирогенного окисления и селективного травления. Появление окислительных дефектов упаковки (ОДУ), дислокаций, линий скольжения может быть вызвано, как качеством самого кремния, так и механической обработкой пластины. Источником ОДУ является наличие остаточного нарушенного слоя. Дислокации, линии скольжения могут появиться на пластине при недостаточной обработке кромки пластины (некачественная фаска).

Дефект упаковки (stacking fault) – двумерный дефект, который образуется там, где имеются искажения в упаковке атомных слоев.

Дефекты упаковки могут присутствовать в объемном кристалле, могут быть выращены в процессе эпитаксиального роста (обычно в результате загрязнения или структурного несовершенства поверхности подложки) или могут образовываться в процессе окисления (ОДУ). ОДУ могут характеризовать состояние полированной рабочей поверхности пластины и располагаться по нарушениям, которые вызваны механической обработкой.

Дефекты упаковки на поверхности пластины выявляются селективным травлением после проведения высокотемпературных процессов и появляются:

· на поверхностях с ориентацией (111) – как закрытые или как частичные равносторонние треугольники,

· на поверхностях с ориентацией (100) – как закрытые или как частичные квадраты.

Дислокация (dislocation) – линейное несовершенство в кристаллической структуре, обладающее специфическими особенностями, которое либо образует границу между областью сдвига и областью, в которой сдвиг отсутствует, либо характеризуется разрывом контура Бюргерса.

Дислокационные ямки травления – «остроконечные» углубления, могут быть ограничены плотно упакованными плоскостями или «продолжать друг друга» при последовательных травлениях поверхности.

При селективном травлении образуются в местах выхода дислокаций на поверхности кристалла. Форма и огранка зависят от симметрии поверхности. При ориентации (100) имеют квадратную огранку, при ориентации (111) треугольную.

Линии скольжения (slip line) – ступенька, возникающая в месте пересечения плоскости скольжения с поверхностью пластины.

После селективного травления линии скольжения обнаруживаются в виде картины из одной или нескольких параллельных рядов дислокационных ямок травления, которые могут не касаться друг друга, направленных вдоль направления (110). На поверхностях с ориентацией (111) сетка дислокаций состоит из групп линий, пересекающихся под углом 60 градусов по отношению друг к другу как трех- или шести- лучевая звезда; на поверхностях с ориентацией (100) угол пересечения 90 градусов как квадрат.

Плотность дислокаций N_Д – число дислокаций на единицу площади поверхности (обычно на см²). Определяется подсчетом ямок травления.

Такие дефекты, как остаточный нарушенный слой (царапины, микроцарапины, выколки), дислокации могут выявляться после селективного травления как после окисления, так и без него. Контроль указанных дефектов проводят под микроскопом при увеличении 200^х и более.

Рисунок 2.32. Поперечное сечение пластины с микродефектами (увеличение 500^х)

Кроме поверхностных дефектов при контроле пластин для оценки качества кремния и эффективности геттера иногда проводят контроль объемных дефектов. На рисунке 2.32 показано поперечное сечение пластины монокристаллического кремния после высокотемпературного окисления и селективного травления. В приповерхностной зоне пластины имеются области с микродефектами, внутри пластины наблюдается «чистая зона», наиболее благоприятная для создания полупроводниковых приборов.

2.6.3 Параметры, характеризующие геометрию пластин кремния
монокристаллического

К геометрическим параметрам пластины относятся такие параметры, как диаметр пластины, длина основного и дополнительных срезов, параметры фаски, толщина, клин, прогиб, коробление, параметры, характеризующие геометрический рельеф поверхности пластин (отклонение от плоскостности на локальном участке и по пластине). Ориентация поверхности и расположения базовой метки (базового среза, лунки) в какой-то мере также может быть отнесена к геометрии пластины.

Толщина (T, thickness, Center Thickness) – расстояние между соответствующими точками на рабочей и нерабочей поверхности пластины в центре (рисунок 2.33).

Рисунок 2.33. Толщина в выбранных точках пластины [24]

Максимальная толщина (Maximal thickness, Max.Thk) – наибольшее значение толщины измеренной пластины.

Минимальная толщина (Minimal thickness, Min.Thk) – наименьшее значение толщины измеренной пластины.

Толщина в центре пластины (Center thickness, Cen.Thk) –значение толщины, измеренное в центре пластины.

Средняя толщина (Average thickness, Ave.Thk) – сумма значений толщины всех точек на пластине разделенная на общее количество точек данных.

Клин (TTV, total thickness variation, GBIR) – разность между максимальным и минимальным значениями толщины измеренной в пределах нормируемой площади контроля при непрерывном сканировании всей пластины.

Нормируемая площадь контроля (fixed quality area, FQA) – центральная площадь поверхности пластины, из которой исключена краевая зона с номинальным размером не более Х (рисунок 2.34) и в пределах которой действуют требования спецификации на контролируемые параметры. Границей нормируемой площади контроля являются все точки, расположенные на расстоянии Х от периферии пластины номинальных размеров. Размер нормируемой площади контроля не зависит от допуска на диаметр пластины и длину среза.

В зависимости от количества измеренных точек, траектории сканирования, выбора метода измерения параметр клин может иметь несколько определений, которые будут изложены ниже при рассмотрении геометрического рельефа поверхности пластин. На рисунке 2.35 показано как определяется величина клина.

Рисунок 2.34. Нормируемая площадь контроля (FQA) [24]

Рисунок 2.35. Определение величины клина. [24]

Геометрический рельеф поверхности пластин характеризуется расположением точек реальной поверхности пластины относительно выбранной определенным образом базовой плоскости. Рельеф поверхности является важной характеристикой, определяющей качество воспроизведения топологического рисунка фотошаблона на поверхности пластины при выполнении операций фотолитографии. Идеальная пластина должна иметь плоские поверхности рабочей и нерабочей стороны.

Плоскостность - это свойство (всех точек поверхности лежать в одной плоскости), а конкретная величина - это отклонение от плоскостности.

Отклонение от плоскостности (flatness) - отклонение рельефа реальной поверхности от номинальной (базовой плоскости) и оценивается наибольшим расстоянием между точками реальной поверхности и номинальной, измеренным по нормали к последней.

В оптической системе установок фотолитографии имеется фокальная плоскость (focal plane), перпендикулярная оптической оси проекционной системы установки фотолитографии и проходящая через главный фокус оптической системы. Фокальная плоскость - плоскость с наилучшим изображением. При выполнении операций фотолитографии оптическая система настраивается таким образом, чтобы экспонируемая поверхность находилась в фокальной плоскости.

Повышение сложности интегральных микросхем и уменьшение проектных норм привело к появлению новых требований по характеризации геометрии поверхности пластины. Различные фотолитографические системы с высоким разрешением имеют очень ограниченную глубину поля и используют различные методы для удерживания пластины, установления фокальной плоскости и позиционирования пластины по отношению к фокальной плоскости во время экспонирования. Для того, чтобы можно было понять требования для характеризации плоскостности пластины для различных классов фотолитографического оборудования было разработано Дерево решений по плоскостности (рис. 2.36) [24]. Это дерево позволяет правильно выбрать различные параметры, которые должны быть специфицированы, если специфицируется плоскостность пластины.

Дерево решений по плоскостности предполагает, что фокальная точка является центральным участком (точкой) для всех параметров, за исключением SFQD, SFQR, SFSD и SFSR, где фокальная плоскость идентична базовой плоскости. Большинство систем характеризации плоскостности используют это правило. Однако ряд фотолитографических систем совмещения используют несколько отличающиеся правила для определения фокальной плоскости. В настоящее время различие между центральной точкой и другими правилами фокусирования численно не определены, но предполагается, что они несущественны.

Порядок использование дерева решений по плоскостности.

Шаг 1 – выберите нормируемую площадь контроля (FQA): определите номинальное значение исключения края.

Шаг 2 – выберите метод измерения: выбирайте глобальную плоскостность (G), если фотолитографическое оборудование использует одиночное, глобальное экспонирование пластины (контактная фотолитография) или выбирайте локальную плоскостность (S), если фотолитографическое оборудование пошагово экспонирует пластину (проекционная фотолитография).

Шаг 3 – Если выбрана глобальная плоскостность, выберите опорную поверхность: выбирайте рабочую поверхность (F) или нерабочую поверхность (B) в зависимости от того, какую поверхность использует фотолитографическое оборудование. Если выбрана локальная плоскостность, также необходимо специфицировать размер участка (по отношению к размерам площади экспонирования) и матрицу площадок (включая количество участков, расположение участков по отношению к центру нормируемой площади контроля и друг другу)

Шаг 4 – выберите базовую плоскость и площадь.

Для измерений глобальной плоскостности выбирается соответствующая базовая глобальная плоскость. Если фотолитографическое оборудование использует в качестве базовой нерабочую поверхность, то идеальная плоскость (I) определяется держателем, который удерживает пластину. Если фотолитографическое оборудование использует в качестве базовой рабочую поверхность, то используется либо плоскость через три точки (3), либо плоскость, определенная методом наименьших квадратов по отношении к рабочей поверхности (L). Трехточечная плоскость подходит, если фотолитографическое оборудование удерживает пластину и не позволяет осуществлять интерактивное отклонение пластины от горизонтального положения (выравнивание пластины), в то время как плоскость наименьших квадратов подходит, если фотолитографическое оборудование позволяет осуществлять интерактивное отклонение пластины от горизонтального положения.

Нерабочая поверхность

Рисунок 2.36. Дерево решений по определению параметров общего отклонения от плоскостности [24]

Нерабочая поверхность

Рисунок 2.37. Древо по определению отклонения от плоскостности на локальном
участке [24]

Для измерения локальной плоскостности пригодна любая из трех плоскостей (I), (3) или (L) или в случае если пластина отклоняется от горизонтального положения (выравнивается) только один раз на каждом участке – пригодна опорная плоскость наименьших квадратов для площадки (Q), а если пластина отклоняется от горизонтального положения более чем один раз на каждом участке – пригодна опорная плоскость наименьших квадратов для подплощадки (S).

Шаг 5 – выберите параметр для измерения: выбирайте либо TIR, также известный как диапазон (R), либо FDP, также известное как отклонение (D). В случае локальных измерений можно специфицировать максимальную величину (R) или (D) или процент участков, которые имеют (R) или (D) меньше, чем некоторая специфицированная величина.

Далее приводится определение плоскостей, которые используются для характеризации геометрии пластины.

Базовая плоскость (reference plane) – плоскость, относительно, которой проводят оценку геометрического рельефа реальной поверхности пластины (математическая модель поверхности пластины). В идеале базовая плоскость совпадает с фокальной плоскостью установки фотолитографии.

Базовые плоскости делятся на две основные группы:

– G группа (Global – общие) – общие базовые плоскости (Global plane), совмещенные со всей поверхностью пластины в пределах нормируемой площади контроля (FQA, см. ниже);

– S группа (Site – участок, ячейка) – локальные базовые плоскости (Local plane), совмещенные с поверхностью участка (ячейки) заданных размеров.

Каждая из основных групп базовых плоскостей может быть использована для описания геометрического рельефа как рабочей (F –front surface), так и нерабочей (B –back surface) поверхности пластины.

В зависимости от способа совмещения базовой плоскости с исследуемой поверхностью пластины, различают несколько подгрупп базовых плоскостей:

– GF (global front surface) – общие базовые плоскости, совмещенные с рабочей поверхностью пластины;

– GB (global back surface) – общие базовые плоскости, совмещенные с нерабочей поверхностью пластины;

– SF (site front surface) –базовые плоскости на локальном участке, совмещенные с рабочей поверхностью пластины;

– SB (site back surface) – базовые плоскости на локальном участке, совмещенные с нерабочей поверхностью пластины.

Общие базовые плоскости (global plane) для описания геометрии рабочей стороны (GF):

· L плоскость (least squares surface, bf, best fit) – плоскость наилучшего совмещения – проведена таким образом, чтобы сумма квадратов отклонений точек реальной поверхности от этой плоскости в пределах нормируемой площади контроля имела минимальное значение (может называться как плоскость наименьших квадратов);

· плоскость (3-point surface, 3) – плоскость трех точек – проходит через три точки поверхности пластины заданные в пределах нормируемой площади контроля;

Общая базовая плоскость (global plane) для описания геометрии нерабочей стороны (GB):

· I плоскость (ideal back surface, I) – идеальная нерабочая поверхность – идеальная плоскость, совмещенная с нерабочей поверхностью пластины.

Локальные базовые плоскости (local plane), S группа плоскостей:

· плоскости, проведенные в каждом участке параллельно одной из общих базовых плоскостей (L, 3 или I) таким образом, чтобы точка геометрического рельефа поверхности в центре участка (center focus – Cen Foc, CF) лежала в базовой плоскости.

(L) CF; (3) CF - плоскость, параллельная базовой плоскости, совмещенной с рабочей поверхностью пластины, и проходящая через центральную точку поверхности участка (Front Ref) Cen Foc;

(B) CF; (I) CF - плоскость, параллельная идеально плоской нерабочей поверхности пластины, и проходящая через центральную точку поверхности участка (Back Ref) Cen Foc.

· плоскость Q (site least squares surface, site best fit) – локальная базовая плоскость, построенная по методу наименьших квадратов в пределах локального участка.

Схема определения базовых плоскостей для пластины показана на рис. 2.38.

Рисунок 2.38. Схематическое определение базовой (фокальной) плоскости пластины [26]

При несовпадении фокальной и базовой плоскостей базовую плоскость проводят таким образом, чтобы ее центральная точка совпадала с центральной точкой фокальной плоскости (рисунок 2.38). В некоторых случаях используют базовые плоскости, не совпадающие с фокальной, но при этом общая (глобальная) фокальная плоскость, совмещенная с рабочей поверхностью, проходит через фокус рабочей поверхности.