GBT碳化硅抛光片表面质量和微管的测试方法 共焦点微分干涉法.docx

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1、ICS77.040CCSH21中华人民共和I家标准GB/TXXXXX-XXXX碳化硅抛光片表面质量和微管密度的测试共焦点微分干涉法Testmethodforsurfacequa1ityandmicropipedensityofsi1iconcarbidepo1ishingwafers（送审稿）XXXX-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施国家市场监督管理总局司家标准化管理委员会本文件按照GB/T1.1-2023标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。本文件由全国半导体设备与材料标准化技术委员会(SAC/TC203)和全国半导体设备与材料标准化技术委员会材料分会(SAC/

2、TC203/SC2)共同提出并归口。本文件起草单位：中国电子科技集团公司第四十六研究所、北京天科合达半导体股份有限公司、芜湖启迪半导体有限公司、山东天岳先进科技股份有限公司、东莞市天域半导体有限公司、浙江东尼电子股份有限公司等。本文件主要起草人：何熠坤等。碳化硅抛光片表面质量和微管密度的测试共焦点微分干涉法1范围本文件规定了4H及6H碳化硅抛光片表面质量和微管密度的无损光学测量方法，表面质量包括划痕、凹坑、凸起、颗粒等。本文件适用于直径为50.8mm、76.2mm、IoOmm、150mm、200mm,厚度范围为300m-1000nm碳化硅抛光片的表面质量和微管密度的测试。2规范性引用文件下列文

3、件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T14264半导体材料术语GB/T25915.1-2010洁净室及相关受控环境第1部分：空气洁净度等级GB/T30656碳化硅单晶抛光片3术语和定义GB/T14264和GB/T30656界定的术语和定义适用于本文件。4方法原理采用共焦点微分干涉光学系统，入射光通过诺马斯基棱镜和物镜后照射到晶片表面，晶片表面反射的光线通过共聚焦光学系统到达检测器（CCD）,对待测晶片进行全表面扫描，获得晶片表面各个位置的真实图像，

4、与预设的各种缺陷的特征参数信息相比较，对采集到的缺陷进行分类识别并对缺陷的数量进行统计，可以获得各类缺陷在晶片表面的分布图，以及各类缺陷的数量。5干扰因素.5.1 晶片表面沾污会增加样品缺陷数量，同时也会影响设备对样品表面划痕、凹坑、凸起、颗粒、微管的识别与统计，对测试结果造成误差。5.2 光源稳定性和环境震动会影响仪器对各类缺陷的信号采集，在图像分析时易出现误判。5. 3本方法主要是根据图像中的缺陷形状和尺寸对样品进行分类和识别，晶片表面的表面粗糙度过大,会造成对缺陷的误判。5.4 参数设置主要是对缺陷类别进行界定，因此参数的设置也会影响晶体表面缺陷分类的准确性。5.5 环境洁净度较差，会使

5、晶片表面颗粒数增加，影响颗粒统计结果准确性。6. 1温度：23C3C;6.2环境相对湿度：40%70%；6. 3空气洁净度等级：GB/T25915.1-2010中规定的ISO6级及以上;7仪器设备表面缺陷测试仪6.1 具备自动机械手臂，自动取样；6.2 具备电磁屏蔽、去静电装置、良好接地的测试机台、工频电源滤波装置。8样品碳化硅抛光片表面粗糙度（Ra）应不大于05nm,且表面洁净。9试验步骤9.1 仪器准备9.1.1 仪器开机，光源预热1h以上；9.1.2 确保自动装载系统、共焦点微分干涉光学系统、数据处理系统均处于正常工作状态；9.1.3 选择对应的测试程序，进行参数设置，其中波长为526n

6、m.9.1.4 选择合适的校准片对光源进行校准；9.2测试9.2.1将待测晶片放入指定位置；9.2.2输入样品编号和批次号等信息；9. 2.3对晶片进行全表面扫描，按GB/T30656的规定去除晶片表面边缘区域，边缘去除区域也可由供需双方协商一致。10. 2.4仪器自动取片、对位、聚焦及检测，自动对各类缺陷进行识别和统计。其中微管是晶体结晶过程中形成的缺陷，深度各异贯穿晶圆，观察时多呈圆形，放大后圆周凹凸不平，见图A.1划痕是加工制程产生的缺陷，呈直线状，见图A.2。凹坑在设备观察时呈小圆形，图像有明暗差，见图A.3。凸起同样呈小圆形，图像有明暗差，但与凹坑存在差异，见图A.4。颗粒是因空气中

7、浮游物等异物附着于晶圆表面，其在设备观察时形状各异，高度较大，见图A.5。10试验数据处理设备抓取晶片表面的真实图像，与预设的各类缺陷的特征参数信息相比较，对采集到的缺陷进行分类识别，并对缺陷的数量进行统计，给出划痕、凹坑、凸起、颗粒、微管的缺陷数量，其中微管密度按式（1）进行计算。11. 1碳化硅抛光片微管密度按公式（1）计算：N=nS（1）式中：N-微管密度，单位为个每平方厘米（个c）；n一微管数量，单位为个；S测试面积，单位为平方厘米（Cm2）。11精密度单个实验室中，本方法测量缺陷（包括微管密度、划痕、凹坑、凸起、颗粒）的重复性相对标准偏差；多个实验室中，本方法测量缺陷的再现性相对标准偏差。偏差缺陷类型微管划痕凹坑凸起颗粒重复性相对标准偏差18%11%13%/8%再现性相对标准偏差20%17%18%/13%12试验报告测试报告应包含下列内容：a）样品信息，包括送样单位、样品名称、样品编号等;b）使用的测试仪器型号；c）被测样品测试缺陷总数量、总分布图、分类直方图;d）被测样品各类缺陷分布图、个数；e）本标准编号；f）测试日期；g）测试人员；h）测试环境。附录A（资料性附录）碳化硅缺陷图谱图A为碳化硅缺陷图谱，A.1为微管，A.2为划痕，A.3为凹坑，A.4为凸起，A.5为颗粒。图A.1微管共焦点微分干涉图像图A.2划痕共焦点微分干涉图像图A.3凹坑共焦点微分干涉图像