重掺_100_硅单晶抛光片条纹状起伏缺陷研究
2015年度中国有色金属工业科学技术奖评审通过项目2
2015年度中国有色金属工业科学技术奖评审通过项目一等奖（53项）（排序不分先后）1、2015001 陕西秦岭地区与小岩体有关的铜钼多金属矿成矿背景与找矿预测西北有色地质勘查局地质勘查院、西北有色地质勘查局七一三总队、西安西北有色地质研究院有限公司、西北有色地质勘查局七一二总队王瑞廷、代军治、张西社、张云峰、鱼康平、任涛、王磊、李剑斌、袁海潮、王鹏、郭延辉2、2015002 铁氧化物铜金型矿床构造岩相学填图新技术研发、示范应用与找矿预测北京矿产地质研究院、有色金属矿产地质调查中心、云南金沙矿业股份有限公司、中色地科矿产勘查有限责任公司、昆明理工大学方维萱、杜玉龙、李建旭、李天成、郭玉乾、杨新雨、王国泰、王磊、罗丽智、王同荣、曾保成、张巨伟、刘文剑、鲁佳、张守林、聂天3、2015003 埃塞俄比亚北部施瑞地区VMS型铜锌金银多金属矿地质特征、成矿规律和找矿预测研究中色金地资源科技有限公司、中色地科矿产勘查股份有限公司、北京矿产地质研究院王京彬、朱思才、甘凤伟、秦秀峰、刘海鹏、熊靓辉、高珍权、张汉成、杨自安、余飞燕、尤泽峰、景亮兵4、2015004 缓角度绳索取心钻探钻具及工艺研究金川集团股份有限公司、中南大学杨有林、杨俊德、张周平、彭环云、赵兴福、穆玉生、曹函、汪洋、高启波、史金鑫、王凯、雒焕祯、齐正广、尹茂红、孙育龙、田贵云5、2015005 露井复合开采滑坡风险辨识及其雷达监测系统的研发北方工业大学、中钢矿业开发有限公司、紫金矿业集团股份有限公司、中国科学院电子研究所、北京中科创新园高新技术有限公司孙世国、连民杰、赵东寅、喻忠军、申其鸿、冯少杰、宋志飞、孙晓鲲、纪颖波、沈志莉、姜亭亭、王杰、罗运华、韦寒波、姜德民、徐开明6、2015006 复杂难采顶底柱残矿体安全高效开关键技术研究深圳市中金岭南有色属股份限公司凡口铅锌矿、中南大学、宏大矿业有限公司姚曙、史秀志、蔡文、罗周全、骆建辉、陈坤锐、古德生、黄沛生、田志刚、曹胜祥、颜克俊、阮喜清、佘建煌、邱贤阳、谭军、杨桂远7、2015007 谦比希铜矿破碎缓倾斜矿体开采及膏体充填关键技术研究中色非洲矿业有限公司、北京科技大学、中国有色矿业集团有限公司、北京金诚信矿山技术研究院有限公司吴爱祥、王春来、张晋军、王贻明、施发伍、刘晓辉、杨清平、郭然、韩斌、胡文达、王洪江、李辉、孙伟、陈志敏、王勇、龚开福8、2015008 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重掺砷硅单晶中痕量硼二次离子质谱定量分析的异常现象
2006 年2 月Feb. 2006J o u r n al of Chinese Ma s s S p ect r o m et r y S ociet y重掺砷硅单晶中痕量硼二次离子质谱定量分析的异常现象方培源( 复旦大学材料科学系,上海200433)摘要:在用二次离子质谱( S IM S) 进行重掺砷硅单晶中痕量硼的定量分析时,有时会出现硅片表面局部区域硼浓度非常高,接近1016 ato m/ cm3 的现象。
但是只要把分析区域横向移动几百微米的距离,硼浓度就降到正常范围< 1 ×1014 ato m/ cm3 。
按重掺砷硅单晶制备工艺过程,硼在硅单晶中的分布应该是非常均匀的, 而且存在这种硼浓度分布的异常硅单晶加工生产的n/ n + 外延片并没有出现质量问题。
这说明硼浓度分布异常的情况也许是一个假像。
本文将探索这一异常情况与硅中所存在的氧的相互关系。
关键词:痕量硼; 重掺砷单晶硅; SIM S 定量分析; 硅中氧中图分类号:O657 . 63 ; O613 . 8 + 1 文献标识码: A文章编号:100422997 (2006) 01226204Abnorm al Phenomena of T race Boron in H eavil y As Doped Sil i conC rystal U sing Secon d Ion Ma s s Spectrometry Anal ysisFA N G Pei2yua n( De p a r t m e n t o f M ate r i a ls S cie n ce , F u d a n U n i v e r s i t y , S ha n g h ai 200433 , Chi n a) Abstract : In t he qua n titie s a n al y s i s of t r ace i mp u rit y bo r o n i n heavil y A s dop e d silico n cr y s2 t al u si ng seco n d io n ma s s sp ect ro met r y ( S IM S) , it i s occa sio nall y o b se r ve d t h at t h e bo r o n co n ce n t r atio n level i n so me local re g io n s at t h e s urf a ce i s t r e me n do u s hi g her ( a s hi g h a s 1016 ato m/ c m3 ) t ha n t he no r mal level . If t he a nal ysi s re gio n i s s hif t ed f ew h u ndred mi cro n s , ho w ever , t h e bo r o n co n ce n t r atio n level reduce s to no r m al level ( < 1 ×1014 ato m/ c m3 ) at o nce . Ba sed o n heavil y A s dop e d silico n cr y st al ma nuf act uri ng p roce ss , bo ro n di s t r i b u ti o ni n t he silico n cr yst al s ho ul d be unifo r m . Furt her mo re , n/ n + epit a xy silico n waf e r s m a n uf a c2t ure d by s uch ki nd of silico n cr yst al e xhi bit s goo d qualit y wit h t he sp ecificatio n s. It wa s e s2 ti mat e d t hat t he a b no r mal di st ri butio n p he n o me na of bo ro n co nce n t ratio n i n t he hea v il y A s dop e d silico n duri n g t h e S IM S a n al y si s sho u l d be i n duced po s si b l y by t h e o x yge n e xi s ti n g i n t h e silico n cr y s t a l .K ey w ords : t race i mp urit y bo ro n ; hea vily A s dop ed silico n cr yst al ; SIM S ; o xyge n e x i s ti n gi n t h e silico n cr y st a l硼的熔点和沸点都比硅高,在硅熔体中难以蒸发。
单晶硅中可能出现的各种缺陷
创作编号：GB8878185555334563BT9125XW创作者：凤呜大王*单晶硅中可能出现的各种缺陷缺陷，是对于晶体的周期性对称的破坏，使得实际的晶体偏离了理想晶体的晶体结构。
在各种缺陷之中，有着多种分类方式，如果按照缺陷的维度，可以分为以下几种缺陷：点缺陷：在晶体学中，点缺陷是指在三维尺度上都很小的，不超过几个原子直径的缺陷。
其在三维尺寸均很小，只在某些位置发生，只影响邻近几个原子，有被称为零维缺陷。
线缺陷：线缺陷指二维尺度很小而第三维尺度很大的缺陷，也就是位错。
我们可以通过电镜等来对其进行观测。
面缺陷：面缺陷经常发生在两个不同相的界面上，或者同一晶体内部不同晶畴之间。
界面两边都是周期排列点阵结构，而在界面处则出现了格点的错位。
我们可以用光学显微镜观察面缺陷。
体缺陷：所谓体缺陷，是指在晶体中较大的尺寸范围内的晶格排列的不规则，比如包裹体、气泡、空洞等。
一、点缺陷点缺陷包括空位、间隙原子和微缺陷等。
1、空位、间隙原子点缺陷包括热点缺陷（本征点缺陷）和杂质点缺陷（非本征点缺陷）。
1.1热点缺陷其中热点缺陷有两种基本形式：弗仑克尔缺陷和肖特基缺陷。
单晶中空位和间隙原子在热平衡时的浓度与温度有关。
温度愈高，平衡浓度愈大。
高温生长的硅单晶，在冷却过程中过饱和的间隙原子和空位要消失，其消失的途径是：空位和间隙原子相遇使复合消失；扩散到晶体表面消失；或扩散到位错区消失并引起位错攀移。
间隙原子和空位目前尚无法观察。
1.2杂质点缺陷A、替位杂质点缺陷，如硅晶体中的磷、硼、碳等杂质原子B、间隙杂质点缺陷，如硅晶体中的氧等 1.3点缺陷之间相互作用一个空位和一个间隙原子结合使空位和间隙原子同时湮灭（复合），两个空位形成双空位或空位团，间隙原子聚成团，热点缺陷和杂质点缺陷相互作用形成复杂的点缺陷复合体等。
2、微缺陷2.1产生原因如果晶体生长过程中冷却速度较快，饱和热点缺陷聚集或者他们与杂质的络合物凝聚而成间隙型位错环、位错环团及层错等。
单晶硅中可能出现的各种缺陷分析
单晶硅中可能出现的各种缺陷分析缺陷，是对于晶体的周期性对称的破坏，使得实际的晶体偏离了理想晶体的晶体结构。
在各种缺陷之中，有着多种分类方式，如果按照缺陷的维度，可以分为以下几种缺陷：点缺陷：在晶体学中，点缺陷是指在三维尺度上都很小的，不超过几个原子直径的缺陷。
其在三维尺寸均很小，只在某些位置发生，只影响邻近几个原子，有被称为零维缺陷。
线缺陷：线缺陷指二维尺度很小而们可以通过电镜等来对其进行观测。
面缺陷：面缺陷经常发生在两个不同相的界面上，或者同一晶体内部不同晶畴之间。
界面两边都是周期排列点阵结构，而在界面处则出现了格点的错位。
我们可以用光学显微镜观察面缺陷。
体缺陷：所谓体缺陷，是指在晶体中较大的尺寸范围内的晶格排列的不规则，比如包裹体、气泡、空洞等。
一、点缺陷点缺陷包括空位、间隙原子和微缺陷等。
1、空位、间隙原子点缺陷包括热点缺陷（本征点缺陷）和杂质点缺陷（非本征点缺陷）。
1.1热点缺陷其中热点缺陷有两种基本形式：弗仑克尔缺陷和肖特基缺陷。
单晶中空位和间隙原子在热平衡时的浓度与温度有关。
温度愈高，平衡浓度愈大。
高温生长的硅单晶，在冷却过程中过饱和的间隙原子和空位要消失，其消失的途径是：空位和间隙原子相遇使复合消失；扩散到晶体表面消失；或扩散到位错区消失并引起位错攀移。
间隙原子和空位目前尚无法观察。
1.2杂质点缺陷A、替位杂质点缺陷，如硅晶体中的磷、硼、碳等杂质原子B、间隙杂质点缺陷，如硅晶体中的氧等1.3点缺陷之间相互作用一个空位和一个间隙原子结合使空位和间隙原子同时湮灭（复合），两个空位形成双空位或空位团，间隙原子聚成团，热点缺陷和杂质点缺陷相互作用形成复杂的点缺陷复合体等。
2、微缺陷2.1产生原因如果晶体生长过程中冷却速度较快，饱和热点缺陷聚集或者他们与杂质的络合物凝聚而成间隙型位错环、位错环团及层错等。
Cz硅单晶中的微缺陷，多数是各种形态的氧化物沉淀，它们是氧和碳等杂质，在晶体冷却过程中，通过均质成核和异质成核机理形成。
单晶硅片化学机械抛光的表面损伤研究(江南大学)
研 创新 计划 项 目（ Ｃ Ｘ Ｚ Ｚ １ ３ — ０ ７ ３ ８） ． 收 稿 日期 ：２ ０ １ ３—０ ９—２ １
抛光 液 ，而抛光液 中的磨 料磨粒 ，无论 是单个 磨粒尺
寸偏 大时还是 因磨粒 的团聚 现象而 产生磨 粒胶 团时 ， 当其在抛光界面上 的相互作用力较大时则会造成抛光 表面 的划伤 ，甚至引起亚表层晶格缺陷 ，从而无法有
使用 ，实 现环 保 型 绿 色抛 光 。 关 键 词 ：化 学 机 械抛 光 ；化学 作 用 ；机械 作 用 ；材 料 去 除 ；损 伤 中图 分 类 号 ：Ｔ Ｈ １ １ ７ ． １ 文 献 标 识码 ：Ａ 文章 编 号 ：０ ２ ５ ４ — ０ １ ５ ０ （ ２ ０ １ ４ ） ４— ０ １ ５— ８
Ｃｈ ｅ ｎ Ｘｉ ａ ｏ ｃ ｈ ｕ ｎ Ｚｈ ａ ｏ Ｙｏ ｎ ｇ ｗｕ Ｗ ａｎ ｇ Ｙｏ ｎ ｇ ｇ ｕ ａ ｎ ｇ
（ Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｃ ｉ ￣Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ， Ｊ ｉ ａ ｎ ｇ ｎ ａ ｎ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ，Ｗｕ ｘ ｉ Ｊ ｉ ａ ｎ ｇ ｓ ｕ ２ １ ４ １ ２ ２，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
。
(整理)硅片隐裂痕的粗浅分析--choo-05-07.
硅片隐裂痕的粗浅分析---Choo 2008-05-07 由共价键结合而成的硅是典型的脆性材料，其主解理面为｛111｝面，而S125和S156硅片大多为｛100｝晶面族，如果硅片在工艺过程中积累了过多的解理裂痕，则裂痕会产生扩展并脆断，所以就有很多沿解理面或非解理面的穿晶断裂出现。
经观察与粗略统计，大多数硅片的断裂部位位于对角线约1/8处（如图1.图2.），所以不妨以1/8处碎片作为研究对象，而对那些潜在于工艺环节中的，可造成隐裂痕的，设备操作或人工操作方法进行分析。
以下从公司现有设备角度和生产工具的使用角度着手，统计了整个电池片生产过程中几乎所有可造成隐裂痕的工艺环节。
图1. 皇明碎片1 图2.皇明碎片2一.从生产工具角度分析作为典型的脆性材料，常温下，单晶硅的裂纹一旦形成，便会以极快的速度扩展，而厚度只有200微米左右的单晶硅片，其解理胚形成后，稍有应力集中裂痕便会扩展为裂纹从而发生断裂，所以在这次分析过程中，凡是遇到与硅片接触或对硅片产生力的作用的环节都将被视为隐患。
，可能造成隐裂痕的工具为：1. 晶片盒：晶片盒是与硅片接触最为频繁的工具，其与硅片下方的接触处虽然为点接触，但是由于放硅片时，过早的松开镊子或松手会导致的硅片自由落体式的坠落，这是使位于硅片外边缘隐裂痕的扩大方法之一，同时也可能造成崩边现象。
如图1.1、图1.2.，（红色圆圈处，硅片边角已经断裂；黄色圆圈处，硅片与晶片盒正常接触）图1.1 硅片与晶片盒接触图图1.2 硅片与晶片盒接触图局部放大2. 镊子：镊子本身结构无可厚非，但是线上使用镊子夹硅片的方法大多是：用镊子夹住硅片的一角，这样硅片的重量力矩完全集中在镊子与硅片相接触的一点或一条线，所以视为隐患。
如图1.3图1.3 扩散上片时，镊子的使用方法3. 吸笔：造成隐裂痕的道理与镊子类似，也是习惯性的用吸笔吸住硅片的一角，图1.4图1.4 去PSG段吸笔的使用方法4. 石英舟：方形石英舟，造成隐裂痕的道理与晶片盒类似，但是石英舟的硬度更高，如果，插片时过早的松手，硅片坠落后会与石英舟产生互残式的磕碰，不但能产生碎片或隐裂痕，而且会出现崩边；菱形石英舟，其结构决定了硅片只能以相邻两边的四个点作为支撑，所以个人感觉当硅片在菱形舟上时，假如舟的凹槽不是跟硅片外边缘平行，则硅片肯定会受到一个不垂直外边缘的力，如果硅片跟石英舟之间有较大的震动或碰撞，而力的方向又是沿〈111〉方向，则硅片很容易缺角。
硅片化学机械抛光中表面形貌问题的研究
图 1 化学机械抛光示意图
软, 粘贴在刚性的主盘上, 主盘和晶片同向转动, 抛 光液以一定的流量加在抛光垫的中心。
抛光中的设备型号以及实验参数为: 抛光机: Polish M od el 3800; 抛光垫: R odel Suba 600; 抛光液: DANM MAZ IN SR310或自制抛光液; 主盘转速: 60 r/m in; 压力: 0 16 M Pa; 抛光液流速: 0 3 L /m in。 腐蚀后的硅片经去离子水冲洗后进行抛光。粒径
样品编号
1234567
去除厚度 / m 2 0 4 0 5 3 7 7 9 7 14 2 19 4
1 4 观测方法 使用非接触式厚 度仪测 量样品 厚度, 按 照 GB /T
6618 1995标准取 5 点 厚度 的平 均值; 利 用扫 描电 镜 观察样品腐蚀状 态的 表面形 貌; 利 用 WYKO MHT 型光干涉形貌仪测量粗糙度数值以及判断是否有桔皮
果。工业上对抛光过程的控制往往基于经验, 与实验 室研究有较大差别。本文作者通过实验手段对实际抛
光中的表面形貌问题进行了研究, 包括: 抛光过程中 硅片形貌及粗糙度的变化; 硅溶胶粒径对粗糙度的影 响; 抛光液中碱浓度和抛光桔皮现象的联系等。 1 实验部分 1 1 样品
样品为 直径 为 152 4 mm 的 n 型 ( 100 ) 单 晶硅 研磨片。在进行抛光之前首先进行化学腐蚀, 以去除 在研磨中 造 成的 损伤 层, 获 得完 美 的无 机械 损 伤表 面。 1 2 抛光液制备
貌的改善作用。
未经滤波的粗糙度曲线和经过低通滤波之后的曲
线的偏 差逐 渐增 大, 说 明随 着抛 光 时间 的 延 长, 低 频、大波长的形貌信息对样品表面粗糙度的影响逐渐
硅(100)晶面各向异性腐蚀的凸角补偿方法
1） 热氧化生长二氧化硅（SiO2）；
2） 低压化学气相沉积（low pressure chemical vapor
deposition, LPCVD）淀积氮化硅（Si3N4 ）;
3） 采用凸角补偿掩模板进行光刻，并刻蚀Si3N4和
2019年第38卷第3期
传感器与微系统(Transducer and Microsystem Technologies)
25
DOI：10.13873/J. 1000-9787(2019)03-0025-03
硅（100）晶面各向异性腐蚀的凸角补偿方法
郭玉刚'，吴佐飞2,田雷2 （1.中国航发控制系统研究所，江苏无锡214063 ; 2.中国电子科技集团公司第四十九研究所，黑龙江哈尔滨150001）
收稿日期=2018-12-17
26 的2倍"，如图2所示。
传感器与微系统
第38卷
传感器芯片应用中，凸台主要用于过载保护以及提供应力 集中区，因此未特别考虑削角比问题。
O
正方形补偿结构具有补偿图形简单、尺寸计算简便等 优点，但补偿图形需占据凸角附近较大的区域，比较适合相 对孤立的凸角补偿。而在凸台加工时，需要同时针对相邻 的4个凸角进行补偿，大大增加了芯片的尺寸。采用正方 形补偿结构进行凸角补偿的实例如图3所示，图中所示为 凸角补偿腐蚀掩模板以及实际补偿加工样件。
o引言 在硅压阻式压力传感器芯片研制过程中，根据敏感膜
是否带有背岛结构将其分为c型膜和E型膜。在常规的 应用条件下,C型膜结构即可满足大部分要求，但当有高过 载、高线性度等特殊要求时，需要在敏感膜上增加背岛形成 E型结构，起到过载保护以及提高线性度的作用。
通常压阻式压力芯片以（100）单晶硅为材料，采用表 面或体硅微机械加工工艺进行加工，而在体硅微机械工艺 中，湿法腐蚀是较早被用于硅基传感器加工的方法，根据腐 蚀液的不同，可分为各向异性腐蚀和各向同性腐蚀。经过 多年的验证与优化，目前仍然广泛采用的是基于氢氧化 钾（KOH）,四甲基氢氧化钱（TMAH）等碱性腐蚀液的各向 异性湿法腐蚀3'4：0各向异性腐蚀利用单晶硅（100） 与（111）晶面上原子排列密度不同，因而在特定腐蚀液中 的腐蚀速度不同的特点，在衬底片掩蔽层上开窗口.即可在 衬底硅片上加工出硅杯、质量块、V型槽等结构。在各向异 性腐蚀工艺中.具有凸直角结构的质量块无法通过直角掩 模直接获得，需要考虑削角腐蚀问题。本文针对削角腐蚀 问题进行了凸角补偿试验，为研制具有过载保护结构的压
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重掺<100>硅单晶抛光片条纹状起伏缺陷研究王云彪，张为才，武永超，陈亚楠（中国电子科技集团公司第四十六研究所，天津 300220）摘 要：重掺<100>硅单晶片抛光后经微分干涉显微镜观测，抛光片边缘区域存在条纹状起伏缺陷。
通过分析条纹状起伏缺陷与重掺硅单晶中杂质的分布状况和<100>晶面本身腐蚀特性的关系，阐述了条纹状起伏缺陷形成的机理。
通过工艺试验，对比了不同工艺条件下抛光片表面微观形貌状况，分析了抛光过程中各工艺条件对表面条纹起伏缺陷的影响，采用3步抛光工艺，得到了表面平整和一致性好的抛光片表面，抛光片边缘无条纹起伏缺陷。
关键词：条纹起伏缺陷；微观形貌；抛光片中图分类号：TN305 文献标识码：A 文章编号：1001-3474（2012）05-0312-04Research of Striped Rolling Defects on Heavily Doped <100> Polished Silicon WafersWANG Yun-biao, ZHANG Wei-cai, WU Yong-chao, CHEN Ya-nan(No.46 Research Institute of CETC, Tianjin 300220, China)Abstract: Using differential interference contrast microscope observed striped rolling defects on the edge regions of Heavily doped < 100 > polished silicon wafers. Expounded the formation mechanism of the stripe rolling defects by analyzing the relationship between stripe rolling defects and the impurities distribution in heavily doped silicon crystal and the surface corrosion characteristics of <100> crystal orientation. Compared the surface microtopography with different polishing process conditions, researched the influence of polishing process conditions on surface striped rolling defects. Got polished silicon wafers with highly smooth surface, good consistency and no edge stripe rolling defects using three steps polishing process,.Keywords: Stripe rolling defects; Microtopography; Polished wafers Document Code: A Article ID: 1001-3474(2012)05-0312-04随着半导体工艺技术的不断进步，微机械与微电子电路对硅单晶衬底片的要求越来越高[1,2]。
这不仅体现在宏观几何参数的高精度，对于微观表面形貌也有了更高的要求。
微分干涉显微镜在半导体加工中的应用，使在线监测抛光片微观表面形貌起伏成为可能，有力地促进了硅抛光片加工工艺技术的进步。
重掺单晶由于拉晶过程中杂质的分凝效应[3]，极容易出现杂质条纹。
杂质条纹的出现，并不会影响晶体的电参数和使用情况，但是却对晶体的加工带来了新的困难，尤其是重掺单晶在经过化学机械抛作者简介：王云彪（1982- ），男，工程师，主要研究方向为半导体材料的抛光和清洗。
光过程中，杂质富集区的腐蚀速率与其他区域不一致，抛光过程中化学作用大于机械作用，从而在晶片表面形成和杂质条纹形状一致的凹凸起伏，这种表面的微观凹凸起伏对于<100>晶向重掺硅单晶抛光片尤为明显。
<100>晶向硅片化学腐蚀速率相对较快，特别是当电阻率达到10-3 Ω·cm甚至更低时，硅片边缘与中心区域的腐蚀速率差异明显，抛光片表面靠近边缘区形成的类似杂质条纹状的凹凸起伏更加严重，这种微观的起伏会引起外延后边缘的条纹及光刻工艺中的图形失真，从而对产品的成品率和质量产生严重影响，必须加以消除。
本文主要通过对比不同工艺条件下抛光后的硅片表面状况，分析了抛光工艺过程中条纹状起伏缺陷产生的机理及各工艺参数对条纹起伏程度的影响，适当调整工艺参数，实现了<100>重掺硅单晶抛光片加工。
1 缺陷检测我们采用SPM-19抛光机对10 cm P型<100>硅单晶片进行了抛光，单晶电阻率（2～4）×10-3 Ω·cm，径向电阻率不均匀性≤10%，浅杂质条纹。
抛光工艺条件：抛光布：SUBA600平布；抛光液：φ（MAZIN SR330）∶φ（水）=1∶20；压力：32.0 MPa；转速：55/110 r/min；抛光液流量：1.5 L/min；温度：抛光液25 ℃，抛光布40 ℃。
硅片抛光后经清洗检验合格片进行表面分析，分别通过WM-7S表面分析仪和Tropel Ultrasort平整度测试仪对抛光片的表面雾值和几何参数进行了测试，如图1和图2所示。
从图1中可以看出抛光片表面雾值很低，均匀性很好；从图2中可以看出，抛光片几何参数较好，数据分布并无规律可循。
图1 抛光片表面雾值测试图图2 抛光片几何参数测试图（单位：μm）我们将上述抛光片用OLYMPUS BX51M微分干涉显微镜进行表面观察发现，从抛光片边缘开始到距边缘1 cm～2 cm范围内，出现了如图3所示的条纹状起伏，表面起伏呈现类似背面杂质条纹状的环形。
当这种起伏较浅时，很难用肉眼直接观测到。
我们通过上面雾值与几何参数测试，并没有发现此类缺陷。
因此，这是一类微观缺陷，起伏程度＜1 μｍ。
同一片抛光片，我们观测抛光片中心区域微观表面，如图4所示，中心区域表面平坦，无起伏缺陷。
这说明在抛光加工过程中，硅片边缘与中心区域所处的状态是不一致的。
图3 抛光片边缘微观形貌 图4 抛光片中心微观形貌2 缺陷机理分析硅片抛光是一种化学和机械过程。
在抛光加工中，硅片表面与抛光液中碱的化学腐蚀反应生成可溶性的硅酸盐，通过细而柔软和带有负电荷的SiO 2胶粒（粒度常为50 nm～70 nm）的吸附作用和与抛光布（衬垫）间的机械摩擦作用及时去除反应物。
化学腐蚀和机械摩擦两种作用互相连续、交替和循环进行。
当达到化学、机械作用的平衡时，便可获得最佳的光亮“镜面”。
碱性二氧化硅胶体化学机械抛光技术综合了化学抛光无损伤和机械抛光易获平整、光亮表面的特点[4]。
硅片在抛光过程中，中心平坦，边缘出现条纹状起伏，说明边缘的化学作用强于机械作用，由于局部化学腐蚀较快，从而产生缺陷，缺陷具体情况与晶体本身的状况和抛光工艺条件有关。
2.1 晶体本身影响在硅片抛光过程中，并不是所有晶片都出现这种条纹状起伏缺陷，只是对于<100>晶向重掺硅片才有可能出现。
我们对不同晶向、电阻率及导电类型的硅片，在相同工艺条件下抛光后观察表面状况，具体状况见表1。
表1 不同类型晶片抛光后表面状况对比表由此可以看出，抛光片表面出现条纹状起伏，与晶片本身的晶向和电阻率关系很大。
当晶体电阻率>10-2Ω·cm时，无论晶片电阻率大小和晶向，在相同抛光工艺条件下，抛光片表面微观形貌平整；当晶体电阻率达到10-3Ω·cm量级甚至更低时，<111>晶向硅片表面平整，<100>晶向硅片表面出现条纹状凹凸起伏，与晶体的N、P型无关。
表面条纹状起伏只出现在电阻率达到10-3Ω·cm 量级甚至更低的<100>晶向硅片表面，主要是因为杂质条纹和<100>面腐蚀速率造成的。
在拉制电阻率更低的单晶时，需要掺入更多的杂质，由于不同元素的分凝系数不同，在晶体边缘便会产生杂质条纹。
杂质条纹区域晶格失配和应力较大，抛光时化学腐蚀速率相对较快。
另一方面，<100>晶面原子价键密度大[5]，腐蚀速率相对<111>面快，晶片边缘接触抛光液较多，相对中心区域很容易产生腐蚀速率差，杂质条纹区域也集中在边缘，两者叠加就产生了条纹状起伏缺陷。
因此，单晶本身的性质对后续加工起着重要的影响，尤其是重掺硅单晶中，杂质的均匀分布不仅影响硅单晶电阻率的均匀性，也是决定抛光片表面是否产生边缘条纹起伏的主要因素。
2.2 抛光工艺影响2.2.1 工艺试验抛光工艺决定着抛光片表面质量的优劣，适宜的抛光工艺条件可以有效降低不同晶向、掺杂剂、电阻率及杂质分布所带来的影响，从而加工出表面质量高度一致的硅抛光片。
抛光布、抛光液配比及抛光液流量是抛光工艺条件的主要组成部分，在本文中，我们主要围绕这三项抛光工艺条件开展试验，具体情况见表2。
表2 不同工艺条件抛光试验表2.2.2 结果分析2.2.2.1 抛光布对表面影响由试验1-3可以看出，采用格布抛光后，硅抛光片表面条纹变浅，采用SUBA800格布后，表面条纹非常浅。
这是因为，在抛光过程中，抛光盘与抛光布由于压力作用紧密结合在一起，抛光盘与抛光布间留给抛光液传导的缝隙很小，一般为几十到几百伏，尤其是当硅片厚度较薄或采用抛光垫抛光时，抛光液传导的缝隙会更小，再加上抛光盘高速旋转的离心力作用，使得抛光液很难在抛光布上均匀分布，大量抛光液在抛光盘边缘富集。
抛光液在抛光盘边缘的富集使得硅片边缘总是接触大量的抛光液而中心区域接触的抛光液较少，造成边缘与中心区域腐蚀速率的差异，在杂质富集区产生条纹起伏。
采用格布抛光，抛光液通过表面的沟槽传导的抛光布的各个区域，减小了硅片不同区域因为接触抛光液多少产生的腐蚀速率差。
与SUBA600相比，SUBA800抛光布硬度由邵氏硬度80提高到83，压缩比由4.2%降低到3.3%，因此，采用SUBA800抛光，硅片的塌边更小，表面一致性更好，但是随着硬度的增加，抛光片表面粗糙程度变大。
2.2.2.2 抛光液配比对表面的影响由试验4-7可以看出，抛光液浓度过高或过低，抛光后表面都会产生不同程度的条纹起伏。
当抛光液配比为1∶10时，抛光液的pH值很高，抛光过程的化学反应速率很快，抛光去除速率高达1.2 μm/min，杂质富集区相对其他地方腐蚀速率较快，抛光后表面条纹起伏明显，粗糙度大，如图5所示。