GB_T 43894.1-2024 半导体晶片近边缘几何形态评价 第1部分：高度径向二阶导数法(ZDD).docx

ICS71.040CCSH21中华人民共和GB国家标准GB/T43894.12024半导体晶片近边缘几何形态评价第1部分：高度径向二阶导数法(ZDD)Practicefordeterminingsemiconductorwafernear-edgegeometry一Part1.Measuredheightdataarrayusingacurvaturenetric(ZDD)2024-04-25发布2024-11-01实整国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会发布本文件按照GB”1.12020标准化I：作导则第I部分：标准化文件的结构和起草设则3的规定起草,本文件是GB/T43891（半导体晶片近边缘几何形态评价3的第1部分，GB/T43891已经发布了以F部分:一一第1部分：高度径向二阶导致（ZDD1.请注意木文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的费任，本文件由全国半导体设符和材料标掂化技术委员会（SAC/TC203）与全国半导体设备和材料标准化技术委处会材料分技术委员会（SACTC203/SC2）共同提出并归11.本文件起草编位：廉&研半导体材料有限公司、浙江西水中欣品Ia半导体科技行限公司、金瑞泓微电子（嘉兴）有限公司、中环顺光半杼体材料有限公司、广东天域半导体股份有限公司、鸿星科技（集团股份有限公司。本文件主要起草人：王现、朱晓彤、孙燕、宁永锌、徐新华、徐国科、李春阳、张海英、陈海婷、J邱杰、郭正江。随着硅片直径的增加和战宽的不断降低，对桂片几何参数的要求也在不断提而，碎片的近边绿区域是影响硅片几何参数的更要因素，目前大直径硅片近边缘区域的厚度、平整度等形态的控制难度较大,因此有效地评价和管控大直径硅片的近边缘几何形态,对于提高硅片整体质量和集成电路芯片的成品率,促进技术代的开汲有着生要的意义.该系列标准目前主要用于硅片，其区域的划分和汁目可推广至其他半导体材料品片,GB/T43894拟由四个部分构成。一一第1部分：高度径向二阶导数法(ZDD).目的在于使用径向二阶导致方法评价半导体晶片近边缘几何形态.一第2部分：边缘表曲法(ROA).Il的在于使用利用边缘赛曲位评价华片体晶片近边缘几何形态。一一第3部分：扇形区域局部平整度法。目的在于获得近边缘扇形区域平整度进而评价近边续儿何形态，一一第4部分：不完整区域的局部平整度法.目的在于我得近边缘不完整区域的局部平整度进而评价近边缘几何形态.该系列标准从不同的测试区域.用不同的计算方法得到了对晶片近边缘区域几何参数的出化评价，有效地评价和管控了晶片的近边缘区域几何形态.本文件在制定过程中融入了多年来测试、校准经验,本文件的制定对发展我国大直径、高质量半导体睢片，彻底摆脱在半导体材料和器件方面的落后状态.有若非常重要的意义.半导体晶片近边缘几何形态评价第1部分：高度径向二阶导数法(ZDD)1本文件描述r系列Jji度径向二阶导数法(ZDD)评价半导体晶片的近边缘几何形态的方法“本文件适用干硅地光片、硅外诞片、SOI片及其他帚书表Ifti层的网形晶片,也用于其他半导体M科阳形晶片近边缘几何形态的评价.注：目前该方法主要用于直3g的硅片.2 IUfi性引用文件下列文件中的内容划过文中的规莅性引用而构成本文件必不可少的条款.其中,注日期的引Jfl文件，仅该日期对应的版本适用于本文件I不注日期的引用文件,其Jft新版本他括所的的修改单)适用于本文件。GB/T14264半导体材料术语GB/T16596确定晶片坐标系规范GB/T25915.1-2021油净空及相关受控环境第I部分：按粒子浓度划分空气沽净度等彼GB/T34479硅片字母数字标志规范3 皿GBTM26-I界定的及卜丹术语和定义适用于本文件，Xl近边缘曲率ncar-cdgccurvature使用晶片i攻的阵列数据获得垂出于徒片中位面系列Z坐标的径向：阶导致所描述的参数，4方窿原理将储片按照不同的半径和IMI心角划分为若干扇形区域,选取每个扇形区域中高质数据阵列.迂一计尊沿半径方向的二阶导数，Iy到沿半径的近边修曲率，从而定fk评价半:导体晶片的近边缘几何形态.注：数据阵列襁于花很面(11液而或背表而的高度1«!相片19度.5干扰因蠢5. 1测试设符的定位制度全Si喇测试位黄，从而影响采样点的位置，可能导致测试结果错误。5.2 用于计尊高度数据阵列中的数据不足,空间分辨率不好，定位袖误.映声等,对测试结果外影响。5.3 裔度数据阵列的行距、随形的划分、曲率计算方法和高度数据的定义会彩响ZDD计算结果.5.4晶片边缘的卷曲导致ZDD防芍半径增加而快速变化,当标称边缘去除设置太小,则ZDD的输出不移定可能影响测试结果，应根据实际需求设W合理的标称边缘去除,5.5 当晶片的定位缺口、晶片的激光刻字标识、晶片的央持夹具出现在高度数据阵列的获取区域.或同形晶片的正表面或背表面与合格质量区域（FQA）有相交区域时,都会造成数据降列的采集惜误.应事先设跣去除这些对高度数据阵列有影响的区域.5.6 晶片清净度可能会而扫描结果产生噪声干扰,对蒯试结果有影响。6试验条件测试应在下列环境中进行：a）温度：23C±3C;b）相对湿度：40%±10也C）空气洁净度：不低于GB,T2S915.12021中规定的5级,7仪器设备7.1 几何参数测试系统满足以下条件：a）可狭得晶片高度数据阵列，高度的分辨率不大于Inm;b）可执行校准和边缘去除,能够识别并剔除无效数据：C）空间分疥率应适于裔度数据阵列间距并经测试各方同懑，在晶片表面X、丫方向的高度数据阵列间距均附不大于0.5mm:（I）根据获得的海度数据阵列进行ZDDiItZ.H提供统计参数在内的结果：O测试设备获取的高度数据阵列应蹬孟整个晶片发面，以便计W各半径处（去除区域除外）的ZDD.且半径上应至少有一点的实刈数据.7.2 数据处理系统可按照本文件计算并提供包括统计数据在内的结果输出.8试验步骤8.1 设置ZDD的半径g,r.鼓大值（r）等于标称半径减去标称边缘去除.注：典型的晶片边缘浅曲特性导政ZDD“潮若边线处半½的增加而迅也白加，ZDD的最大报告半径受设缶边缘去除取小假田的限制。8.2 选择扇形区域的个数（N）.扇形的网心角9、）按公式（1）进行计算：式中：0、一炮形圆心角,单位为度（'）；N扇形的个数.推荐N=72,0=5°,也可由供需双方协商确定扇形的个数.8.3 对测试设备去除区域的设置包括以下内容.a）边缘去除.b）晶片刻字区域去除，也包括口径450mm即形品片的无切口的刻字定位基准标记区域，c）数据阵列系集区城内可能被建档的区域,如晶片夹具或定位基准切U遮挡的区域.d）由供需双方确定的其他去除区域。在极坐标系和点角坐标系中去除区域的设置见附录A,e）晶片识别标记、基准缺口的位置和G小面枳按GBjTI6596和GRT34479的规定进行，或由供需双方协商确定，去除区域的位置和实际尺寸，可包括系统特定公差的余量.8.4 确定每个晶片至少需要报告的统计数据,应包括：最大值、平均值、范用、标准偏差和第956分位数.9试验数据处理标引序号说明:EE标称边缘去除；Rom标称半径：r米thr.一扇形区域的Ai小半径；r崩形区域fr最大半径：0网心角：(I扇形区域s.的逆时计IW边界角;0.扇形区域S.的Ma时计IW边界角;0、一成形区蜘颍1心角。图1直径300mo晶片均分成16个扇形区域示意图9.2醐形区域S.的逆时针恻边界角按公式进行计算：0.1.-一9式中；Ow一扇形区域S;的逆时竹恻边界角，单位为度(°):i扇形区域的序号：0、一画形区域的阚心角.单位为度(°).9.3勒形区域S.的顺时针侧边界角按公式(3)进行计算：-1”.一.式中：>扇形区域S.的顺时针fli界角,单位为度(°);i扇形区域的序号：0、扇形区域圆心胸，旗位为度()，9.4 对短一个扇形区域S）而言，当去除区域的面枳超过项形区域面枳的20%时，为无效区域，不进行统计.9.5 将尚度数据阵列插入好个有效扇形区域极坐标网格内，数据点间距同扫描陈列间距致，包含扇形区域的边界.注：烟形区域边界的W由内插法产生.9.6 对扇形区域内和扇形区域边界的半径（0上的所仃高度数据计算平均值k（M可得到用极坐标表示的端形区域（S.）的平均径向剖面。9.7 成形区域$中半径厂的平均二阶导数ZDD（Q按公式（力进行计舞：Jr：式机ZDIMr:）一扇形区域S,中半径r,的平均径向轮廊半径的二阶导数，单位为纳米每平方亳米（nnvmm2）;0 扇形区域S:的逆时针侧边界角,单位为度。）；0 阚形区域S,的顺时针恻边界角,单位为度（°）:r:第j个半径9.8贞红步骤9.19.5.获得N个扇形区域上半径（口,r,）的二阶导致ZDD（r1进而得到整个晶片沿半径"一1。）的平均径向轮廓半径的二阶导数。9.9在笠次期复测试时,除需要统计电次的ZDD以外.汪芯要计0ZDD统计fit,统计量应至少包括最大值、平均依、范围、标准偏差、第95百分位数，当扇形数髭较少时（例如少于100个）,可不统计第95百分位数.10精密度选取宜径30Omm厚度范网在760m790lm的3片碎掩光片及2片硅外延片样M,在3个实验室分别对姆个样品的风也ZDD进行了5次虫或测试，单个实骆室测试的相时标准偏差不大于妙;多个实脸室测试的相对标准偏差不大于5%.选取上述5个样M在4个实聆室对每个样IVI的正表面高度ZDD及首发而高度ZDD进行了5次的重复测试,单个实验室测试的相对标准偏差不大于6%：多个实脸型测试的相对标准偏差不大于S.11试验报告试验报告应至少包括以下内容：a测试日期、时间：b）操作者：C）测试设i,包含测试设备和计豫设备（厂家、型弓、软件版本等）：d）空间分辨率和数据点间距：e）样品批号和晶片编号、晶片尺寸、标称边缘去除；D图形画心角：g）每片晶片ZDD的公大俏、平均值、范囹、标准偏差和第95百分位数等，包括各半径ZDD的统计数据，以及要求的其他数据；h）本文件编号.附录A(XWtt)款!IHBJKm亶角HtfiiJK中去除区"的总A.1在极坐标系中4个数定义了去除区域的位置和尺寸,极坐标系中去除区域示意图见图A.标引序号说明IIIsi片切口0.极坐标系中去除区域的中心也置角0极型林系中去除区域«.的的度：rmb极电标系中去除区域的奴小半役I11m-极坐标系中去除区域的几大空径.K.!槌搬柝JK中去除区承国.2A直角坐标系中4个参数定义了去除区域峋位置和大小.直用坐标系中去除区域示意图见图.2.标引序号说明I1晶片切口：XinFlftj坐标系中去除区域的最小水平边界位置:XX一直用坐标系中去除区域的址大水平边界位汽IYi直角坐标系中去除区域蚊小垂直边界位置：Yx直用坐标系中去除区域及大ft立法界位KHA.2亶角坐行系中去除区示:R!