(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(biāo)準(zhǔn)化管理委員會I本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)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(jī)構(gòu)不承擔(dān)識別專利的責(zé)任。本文件由全國半導(dǎo)體設(shè)備和材料標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(SAC/TC203)與全國半導(dǎo)體設(shè)備和材料標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會材料分技術(shù)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(dǎo)體股份有限公司、有色金屬技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究院有限責(zé)任公司、天津中環(huán)領(lǐng)先材料技術(shù)有限公司、山東有研半導(dǎo)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(xué)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(gòu)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(yīng)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(dǎo)體材料術(shù)語JJG696—2015鏡向光澤度計(jì)和光澤度板3術(shù)語和定義GB/T9754和GB/T14264界定的以及下列術(shù)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(biāo)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(jià)是以拋光片正面光澤度為基準(zhǔn)計(jì)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(shí)，反射光強(qiáng)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(biāo)準(zhǔn)表面反射光強(qiáng)度對比、計(jì)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(biāo)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(shí)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(zhǔn)確性。5.2標(biāo)準(zhǔn)板沾污、光源不穩(wěn)定影響標(biāo)準(zhǔn)值從而影響測試準(zhǔn)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(xué)腐蝕產(chǎn)生的霧、硅片不平整會影響光反射效果，其測試結(jié)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(zhǔn)確性。5.5硅片化學(xué)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(yàn)條件除另有規(guī)定外，應(yīng)在下列條件下進(jìn)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(shè)備7.1光源：應(yīng)符合JJG696—2015規(guī)定的Dss照明體或A光源。7.2入射透鏡：應(yīng)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(yīng)應(yīng)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(yīng)清晰、準(zhǔn)確，偏差不大于滿量程的1%。3GB/T42789—20237.5標(biāo)準(zhǔn)板：應(yīng)均勻、穩(wěn)定，工作表面不應(yīng)有影響光澤度測試的缺陷，并應(yīng)定期校準(zhǔn)。8樣品8.1樣品表面應(yīng)平整、光滑、干燥、無污染，測試區(qū)域無氣孔、機(jī)械劃傷等外觀缺陷。8.2樣品大小應(yīng)完全覆蓋測試口。9儀器校準(zhǔn)9.1自動校準(zhǔn)：對于帶自動校準(zhǔn)功能的光澤度計(jì)，開機(jī)后即自動校準(zhǔn)。9.2手動校準(zhǔn)儀器按以下流程進(jìn)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(jìn)行空白校準(zhǔn)；c)將標(biāo)準(zhǔn)板放在測試位置，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)校正，測試數(shù)值與標(biāo)準(zhǔn)板值差異不大于±0.5%。9.3儀器校準(zhǔn)合格后方可使用。10試驗(yàn)步驟10.1光澤度計(jì)測試口應(yīng)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(diǎn)法測試，如圖2a)所示，即硅片中心1點(diǎn)、硅片邊緣4點(diǎn)。對于直徑大于150mm的硅片樣品，采用9點(diǎn)法測試，如圖2b)所示，即硅片中心1點(diǎn)、半徑R/2處各4點(diǎn)、硅片邊緣各4點(diǎn)。測試邊緣位置時(shí)測試中心距硅片邊緣約2cm,邊緣位置按參考面位置、順時(shí)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(diǎn)示意圖10.3每組樣品測試時(shí)應(yīng)保持相同的幾何角度。11試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理11.1樣品表面光澤度Gs(θ)按公式(1)進(jìn)行計(jì)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(shè)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(shè)定入射角0的標(biāo)準(zhǔn)板表面反射光通量，單位為流明(1m);Gos(θ)——所采用的標(biāo)準(zhǔn)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(shí)驗(yàn)室進(jìn)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(shí)驗(yàn)室光澤度測試的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差不大于5%;多個實(shí)