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行业资讯

光泽度仪测量硅片表面的光泽度

时间:2022-07-14  来源:光泽度仪   作者:3nh   点击: 245 次
  

硅片表面的光泽度作为评价硅片表面质量的指标之一,逐渐被各半导体厂重视并加以控制。如果硅片表面的光泽度存在差异性和不稳定性,就会影响产品质量,所以对硅片表面光泽度(特别是背面光泽度)需要进行严格的控制。为了准确的测量硅片表面的光泽度,就可以使用光泽度仪

硅片光泽度测量

硅片表面光泽度测量的重要性:

硅片表面的光泽度作为评价硅片表面质量的指标之一,逐渐被各半导体厂重视并加以控制。集成电路用大尺寸硅片的后道器件工艺制程中,不可避免地会使用到通过硅片背面进行工艺温度探测以及控温的制程设备,例如常见的HDPCVD薄膜沉积设备等。在这些设备上加工器件产品时,工艺温度的探测值和最终实际工艺功率/温度的输出会受到硅片背面光泽度的影响,硅片背面光泽度不一致会导致设备的实际制程温度出现偏差,进而导致产品参数的偏差,例如在HDPCVD薄膜沉积制程中,硅片背面光泽度不一致会导致薄膜沉积速率、薄膜厚度、薄膜中掺杂元素含量等参数的明显偏差,而这些薄膜参数的偏差又会直接导致集成电路器件产品的关键技术指标(例如击穿电压、漏电特性等等)的差异性和不稳定性,进而影响产品质量,所以对硅片表面光泽度(特别是背面光泽度)需要进行严格的控制。

光泽度仪测量硅片表面的光泽度:

国内外对硅片的表面光泽度测试没有明确的标准;国际上在其他行业中有ISO2813,对应GB/T9754《色漆和清漆不含金属颜料的色漆漆膜的20°、60°和85°镜面光泽度的检测》;美国材料试验协会有制定ASTMD523:《镜面光泽度的标准试验方法》对镜面光泽度试验方法标准进行统一,但是主要的应用及示例均为漆膜、大理石板、塑料材料等,不涉及半导体材料。国内国标及推荐国标中光泽度测量针对的适用行业也都是建筑、塑料、建材、大理石板、清漆涂料等,也不涉及半导体。由于传统的人眼无法对硅片表面的光泽度进行定量的评价,因此为了准确的测量硅片表面的光泽度就可以使用光泽度仪。具体步骤如下:

1.仪器设备

(1)光泽度计由光源、透镜、测试口、接收器和计算系统等组成。

(2)光源:光泽度计光源必须是符合国际照明委员会(CIE)规定的D65照明体或A光源。

(3)透镜:用于接收和传输入射光和反射光。

(4)测试口:测试口限定光测试范围,保证测试环境不透光。

(5)接收器:接收器接收光电信号进行光电信号转换,接收器光谱响应应符合视觉函数V(λ)的要求。

(6)计算系统:转换光电信号进行计算和数据处理及显示。

2.样品

(1)样品应表面平整、光滑,测试区域无气孔、等外观缺陷。

(2)样品表面干净、干燥。

(3)样品至少保证测试口位置全覆盖。

3.校准

(1)自动校准:对于带自动校准功能的光泽度计开机后即自动校准,校准通过即可使用。

(2)手动校准仪器需按如下流程校准:

<1.选定测试角度:根据测试需求选定测试角度。

<2.空白校准:将归零测试板放在测试位置,进行空白校准。

<3.标准板校准:将标准版放在测试位置,进行标准校正,测试数值与标准板值差异不超过士0.5%。

3.校准合格后方可使用,若校准不合格,则光泽度计及其附属校准板必须送检。

4.实验步骤

(1)将样品放置在测试台上,光泽度计测试口完全覆盖需测试位置。

(2)选择要求的入射角度,在对应测试区域进行测量,对于直径150mm及以下硅片样品,五个测点(如图2),即硅片中心1点、硅片边缘4点。测试边缘位置时测试中心距硅片边缘2cm左右,边缘位置按(NOTCH/OF)位置、顺时针90°、180°、270°依次测试。直径大于150mm的硅片样品,九点测试(中心-边缘加测一点)。

5.试验数据处理

(1)表面光泽度Gs(φ)应按照下述公式进行计算:

光泽度计算公式

式中:

Gs(φ)——表面光泽度,单位GU

φ——入射角

φs——相对于设定入射角0的样品表面反射光通量

φos——相对于设定入射角0的标准表面反射光通量Gos(0)——所采用的标准表面光泽度,单位GU