(高清版)GBT 42789-2023 硅片表面光澤度的測試方法

硅片表面光澤度的測試方法Testmethodforglossofsiliconwafer2023-08-06發(fā)布國家市場監(jiān)督管理總局國家標準化管理委員會I本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構不承擔識別專利的責任。本文件由全國半導體設備和材料標準化技術委員會(SAC/TC203)與全國半導體設備和材料標準化技術委員會材料分技術委員會(SAC/TC203/SC2)共同提出并歸口。本文件起草單位：浙江金瑞泓科技股份有限公司、浙江海納半導體股份有限公司、有色金屬技術經(jīng)濟研究院有限責任公司、天津中環(huán)領先材料技術有限公司、山東有研半導體材料有限公司、上海合晶硅材料股份有限公司、麥斯克電子材料股份有限公司、廣東金灣高景太陽能科技有限公司、浙江旭盛電子有限公司、巢湖學院、金瑞泓科技(衢州)有限公司。1硅片表面光澤度的測試方法本文件描述了采用光反射法以20°、60°或85°幾何條件測試硅片表面光澤度的方法。本文件適用于硅腐蝕片、拋光片、外延片表面光澤度的測試，不適用于表面有圖形的硅片的測試。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T9754色漆和清漆不含金屬顏料的色漆漆膜的20°、60°和85°鏡面光澤的測定GB/T14264半導體材料術語JJG696—2015鏡向光澤度計和光澤度板3術語和定義GB/T9754和GB/T14264界定的以及下列術語和定義適用于本文件。對于規(guī)定的光源和接收角，從物體鏡向方向反射的光通量與從折射率為1.567的黑玻璃鏡向方向反射的光通量之比。注1:為了確定鏡向光澤的標度，對于20°、60°和85°幾何角度折射率為1.567的拋光黑玻璃，規(guī)定其光澤度值為100。注2:對雙面硅拋光片背面光澤度的評價是以拋光片正面光澤度為基準計算的。4方法原理在規(guī)定入射角和規(guī)定光束的條件下，入射光經(jīng)過透鏡照射到樣品表面，得到鏡向反射角方向的光束，此時，反射光強度由樣品材料表面性質(zhì)決定，接收器收集樣品反射光，與標準表面反射光強度對比、計算，最終得到樣品的表面光澤度。光澤度測試光路示意圖見圖1。2標引序號說明：G——光源；B——接收器視場光闌；P——被測樣品；σ——接收器孔徑角os——光源像孔徑角圖1光澤度測試光路示意圖5干擾因素5.1測試時漏光，測試角度選擇錯誤，影響接收的光通量，從而影響測試的準確性。5.2標準板沾污、光源不穩(wěn)定影響標準值從而影響測試準確性。5.3樣品測試區(qū)域的氣孔、較多的顆粒、表面沾污覆蓋、化學腐蝕產(chǎn)生的霧、硅片不平整會影響光反射效果，其測試結果不能代表正常區(qū)域的光澤度。5.4環(huán)境濕度太大，會影響光反射效果，從而影響測試準確性。5.5硅片化學腐蝕方式和晶向影響光澤度數(shù)值。5.6對于<111>晶向的堿腐蝕硅片，由于晶胞方向影響，測試方向不同會得到不同的光澤度數(shù)值。5.760°幾何條件適用于測試所有光澤度的硅片，但由于分辨率的影響，20°或85°幾何條件更適用于高光澤度或低光澤度的硅片。6試驗條件除另有規(guī)定外，應在下列條件下進行測試：a)環(huán)境溫度為(22±5)℃;b)環(huán)境相對濕度不大于80%。7儀器設備7.1光源：應符合JJG696—2015規(guī)定的Dss照明體或A光源。7.2入射透鏡：應使入射的光束按一定方式照射到樣品表面。7.3接收器：接收器光譜響應應符合JJG696—2015中視覺函數(shù)V(a)的要求。7.4顯示儀表：顯示讀數(shù)應清晰、準確，偏差不大于滿量程的1%。3GB/T42789—20237.5標準板：應均勻、穩(wěn)定，工作表面不應有影響光澤度測試的缺陷，并應定期校準。8樣品8.1樣品表面應平整、光滑、干燥、無污染，測試區(qū)域無氣孔、機械劃傷等外觀缺陷。8.2樣品大小應完全覆蓋測試口。9儀器校準9.1自動校準：對于帶自動校準功能的光澤度計，開機后即自動校準。9.2手動校準儀器按以下流程進行：a)根據(jù)測試需求選定測試角度；b)將歸零測試板放在測試位置，進行空白校準；c)將標準板放在測試位置，進行標準校正，測試數(shù)值與標準板值差異不大于±0.5%。9.3儀器校準合格后方可使用。10試驗步驟10.1光澤度計測試口應緊貼樣品表面且完全覆蓋測試區(qū)域。10.2選擇一定的入射角度測試。對于直徑不大于150mm的硅片樣品，采用5點法測試，如圖2a)所示，即硅片中心1點、硅片邊緣4點。對于直徑大于150mm的硅片樣品，采用9點法測試，如圖2b)所示，即硅片中心1點、半徑R/2處各4點、硅片邊緣各4點。測試邊緣位置時測試中心距硅片邊緣約2cm,邊緣位置按參考面位置、順時針90°、180°、270°依次測試。若對測試有其他要求，可供需雙方協(xié)商a)直徑不大于150mm的硅片b)直徑大于150mm的硅片圖2硅片表面光澤度測試點示意圖10.3每組樣品測試時應保持相同的幾何角度。11試驗數(shù)據(jù)處理11.1樣品表面光澤度Gs(θ)按公式(1)進行計算。式中：Gs(θ)——樣品表面光澤度，單位為光澤單位(GU);………4φs——相對于設定入射角θ的樣品表面反射光通量，單位為流明(lm);Dos——相對于設定入射角0的標準板表面反射光通量，單位為流明(1m);Gos(θ)——所采用的標準板表面光澤度，單位為光澤單位(GU)。11.2不同折射率和入射角的拋光黑玻璃的光澤度值見表1。表1拋光黑玻璃的光澤度值折射率(n)光澤度Gos(θ)入射角(θ)5表1拋光黑玻璃的光澤度值(續(xù))折射率(n)光澤度Gos(0)入射角(θ)12精密度選用12片樣片，3片直徑200mm<100>晶向堿腐蝕硅片，3片直徑150mm<100>晶向酸腐蝕硅片，1片直徑200mm硅單晶拋光片，2片直徑150mm<111>晶向堿腐蝕硅片，2片直徑150mm<111〉晶向酸腐蝕硅片，1片直徑150mm硅單晶拋光片。在7個實驗室進行巡回測試，每片樣片測試10次，測試方向與參考面平行，每次測試重新取放片。單個實驗室光澤度測試的相對標準偏差不大于5%;多個實