做微纳加工、MEMS器件、功率器件工艺验证,硅片是整个实验最基础的基底。很多课题组同学第一次采购12英寸(300mm)晶圆时,面对Prime、Test、Dummy,还有单抛、双抛的选项,常常会混淆。 同样都是圆形硅基底,等级、抛光方式不一样,适用的实验场景完全不同。选错晶圆,后续光刻、镀膜、刻蚀环节很容易出现异常,白白浪费光刻胶与实验时间。今天就把这几个基础概念讲清楚。
一、Prime / Test / Dummy,晶圆三个等级
Prime级晶圆
属于最高等级的晶圆,表面平整度、颗粒、缺陷指标控制最严格。 适合正式器件制备、高精度套刻、MEMS器件、电学性能表征这类对表面质量要求很高的实验。 优点:表面缺陷极少,工艺稳定性强;缺点,成本偏高,一般用于产出正式样品。
Test级晶圆
基础晶体参数、平整度达标,仅存在少量不影响核心工艺的微小瑕疵。 非常适合工艺摸索,比如光刻胶旋涂参数调试、干法刻蚀条件摸索、薄膜沉积预实验。 也是很多高校课题组做预实验的主流选择,平衡了质量与成本。
Dummy级晶圆(陪片)
主要用于设备腔体预处理、机台试机。表面缺陷较多,不适合制备正式器件样品。 用途:腔体conditioning、匀胶练习、设备工艺预扫,只做机台调试,不用于最终器件制备。
二、单抛、双抛,抛光差异决定适用工艺
单抛硅片:一面镜面抛光,背面为腐蚀磨砂面。 绝大多数常规光刻、薄膜沉积实验都用单抛。背面磨砂可以弱化光刻时的背反射,减轻驻波效应,日常微纳加工最常用。
双抛硅片:正反两面全部镜面抛光,两面平整度都很高。 只有做双面光刻、双面器件加工、红外光学测试、双面镀膜这类特殊场景才需要双抛。成本会高于单抛片,普通实验没必要额外增加预算。
三、科研实验选购的几个避坑点
简单选型总结
✅ 正式器件、高精度套刻实验 → Prime级 ✅ 工艺调试、光刻/刻蚀参数摸索 → Test级 ✅ 设备预处理、匀胶练手、腔体调试 → Dummy级
✅ 常规单面光刻、MEMS薄膜实验 → 单抛 ✅ 双面光刻、光学测试、双面器件 → 双抛
写在最后 12英寸晶圆是当前半导体产线的主流尺寸,单张晶圆可以排布大量器件阵列,很适合批量工艺验证。但大尺寸晶圆更加娇贵,从选型、运输到超净台操作,每一步都要小心。 如果大家在实验选型上拿不准,可以先理清自己的实验目标,再去挑选对应的等级与抛光类型,避免踩坑。

