碳化硅单晶片平整度测试方法

《碳化硅单晶片平整度测试方法》预审稿编制说明一、 工作简况任务来源根据国家标准化管理委员会下发的国标委综合[2012]50号“关于下达2012年第一批国家标准制修订计划的通知”的要求，由北京天科合达蓝光半导体有限公司、中国科学院物理研究所负责起草、编制本标准，规定碳化硅单晶片平整度的方法。此项目编号为20120289-T-469，完成年限2013年。标准项目申报单位简况北京天科合达蓝光半导体有限公司成立于2006年9月，专业从事第三代半导体碳化硅晶片的研发、生产和销售的高新技术企业。公司依托于中国科学院物理所十余年在碳化硅领域的研究成果，经过多年卓有成效的研究，公司研发出拥有自主知识产权的碳化硅晶体生长炉和碳化硅晶体生长、加工技术和专业设备，建立了完整的碳化硅晶片生产线，在国内率先实现了碳化硅晶片的产业化生产，成为全球碳化硅晶片的主要生产商之一。主要工作过程本标准从2012年开始起草，形成草案，上报全国半导体设备和材料标准化技术委员会材料分技术委员会，并于2013年4月在江苏省常州市参加了标准草案的讨论会，与会的22位专家、代表对该标准给予了肯定，并提出六点建议。标准编制组根据讨论会的建议对草案进行了修订，形成本标准的“征求意见稿”。随后在相关检测单位、同行及下游企业广泛的征求了意见，编制组会将收集到的有效意见整理后编写“意见汇总处理表”。根据部分意见修订的“送审稿”，提交至标委会送审讨论。二、 标准编制的原则和依据标准编制原则标准的编写格式按国家标准GB/T1.1-2000《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写规则》的统一规定和要求进行编写。标准的主要内容及依据2.1适用范围本标准适用于测量直径为50.8mm/76.2mm、厚度为0.13mm〜1mm的6H/4H等晶型的碳化硅单晶片的平整度，即总厚度变化（TTV）、局部厚度变化（LTV）、弯曲度（Bow）、翘曲度（Warp）的测试。2.2方法提要本检测方法根据光的干涉原理，通过干涉条纹表征样品表面的起伏状态，进而结合入射光的波长、入射角及干涉条纹的宽度，可计算出样品的平整度。2.3实验过程根据本测试方法的要求，由北京天科合达蓝光半导体有限公司（简称天科合达）、北京合能阳光公司（简称合能阳光）、中国电子集团第五十五研究所（简称五十五所）三家单位，分别对650.8mm和676.2mm的碳化硅单晶片的平整度进行重复测量，并根据测试结果分别计算该方法的重复性测试的精密度。2.4精密度重复性试验数据分析本方法的精密度是由起草单位和验证单位在同样条件下，对碳化硅抛光片进行重复性验证，并根据标准偏差公式S=SqrOn-Xi^/n—1和重复性试验数据计算得出重复性和再现性的精密度。2.4.1重复性试验数据a,测试单位：北京天科合达蓝光半导体有限公司表1平整度重复性测试结果（天科合达）单位：印样品编号：X06120123-4样品直径650.8mm测试次数TTVLTVBowWarp16.4983.7460-8.49530.82126.4933.7601-8.46030.63836.5133.7926-8.44830.53046.3083.6902-8.44430.55456.3013.7230-8.44630.476平均值6.4233.7424-8.45930.604标准差0.10810.03860.02130.1347相对偏差1.7%1.0%-0.3%0.4%样品编号：B01130207-17样品直径676.2mm测试次数TTVLTVBowWarp112.2133.7076-8.89742.936212.2053.7018-8.85241.807312.2753.6994-8.89341.755412.2283.7196-8.90541.660512.2173.7177-8.90041.615

样品编号：X06120123-4样品直径①50.8mm测试次数平均值TTVLTVBowWarp12.2283.7092-8.88941.955标准差0.02780.00910.02140.5538相对偏差0.2%0.2%-0.2%1.3%b.测试单位：中国电子集团第五十五研究所表2平整度重复性测试结果（五十五所）单位：呻样品编号：X06120123-4样品直径①50.8mm测试次数TTVLTVBowWarp15.6004.5950-8.52424.14425.5614.6071-8.62324.14435.5494.5461-8.66323.72245.5354.5439-8.49524.04855.5604.5509-8.55224.150平均值5.5614.569-8.57124.042标准差0.02420.03000.06980.1836相对偏差0.4%0.7%-0.8%0.8%样品编号：B01130207-17样品直径①76.2mm测试次数TTVLTVBowWarp110.3483.0835-7.71021.901210.0333.1378-7.68921.898310.2533.1237-7.67521.925410.2563.1533-7.68321.918510.2533.1386-7.67421.938平均值10.2293.1274-7.68621.916标准差0.11670.02670.01470.0167相对偏差1.1%0.9%-0.2%0.1%2.4.2重复性数据分析从以上重复性测试结果分析得出，该检测方法的重复性相对偏差不大于2%。2.4.3再现性试验数据表3化硅单晶片平整度再现性测试结果单位：呻样品直径测试单位TTVLTVBowWarp①50.8mm天科合达6.4233.7424-8.54518.323合能阳光6.4744.2906-8.46914.540五十五所5.5614.5690-8.57124.042平均值6.1534.2010-8.52918.968标准差0.5130.42040.0534.7834相对偏差8.3%10.0%-0.6%25.2%由76.2mm天科合达12.2283.7092-7.95222.549合能阳光11.9163.1496-8.20619.582五十五所10.2293.1274-7.68621.916平均值11.4573.3290-7.94821.349标准差1.0760.32970.2601.563相对偏差9.4%9.9%-3.3%7.3%2.4.4再现性数据分析从以上再现性测试结果分析得出，该检测方法的再现性相对偏差不大于2