GBT 47906-2026《300mm硅片表面纳米形貌的评价方法》

12规范性引用文件下列文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/T25915.1—2021洁净室及相关受控环境第1部分：按粒子浓度划3术语和定义无图形硅片unpatternedsiliconwafer没有经历图形工艺的硅片。4方法原理获取300mm无图形硅片单一表面(正表面或背表面)的高度数据阵列，对其近边缘区域进行收缩滤波或者恒定滤波处理后，再进行高通滤波处理。将滤波后合格质量区(FQA)的高度数据划分成若干个尺寸相同的圆形或者方形分析区域，使用各分析区域内的峰-谷差(P-V值)作为统计量，评价0.2mm～20mm空间波长范围内的NT。5干扰因素25.3硅片表面高度异常或极端变化可能导致几何参数测试系统无法获取原始高度数据。5.4高通(空间域)滤波能消除硅片形状(如弯曲度、翘曲度和峰-谷差)的(长空间波长)影响，滤波相关阈值的设定会影响NT的评价结果。5.5通过不同的模拟方法处理数据影响NT的评价结果。例如：双高斯高通滤波输出各向同性、高精度且一致的结果；表面质量检测模拟(SQMM)会导致测量方向的数据不一致。与谷值之间的绝对高度差；偏差度量基于分析区域内所有点相对于中心点高度偏差最大值(见附录A)。5.7夹持方式影响获取硅片的高度数据阵列准确性。6试验条件应在下列环境中进行：a)温度：23℃±3℃;样品应洁净、无崩边。8仪器设备8.1几何参数测试系统应满足以下条件：a)能够获得高度数据阵列评价NT,且提供统计参数在内的结果；b)能够执行校准和边缘去除，识别并剔除无效数据；c)在X、Y方向上的数据采样点密度不小于2个点/mm。8.2数据处理系统按照本文件计算并提供包括统计数据在内的结果输出。9.1垂直或水平放置待测样品。9.2校准几何参数测试系统。9.3获取FQA内正表面或背表面一系列高度数据阵列。9.4选择近边缘区域的滤波处理方法：恒定滤波或收缩滤波(见附录B)。9.5选择高通滤波算法，对高度数据阵列进行滤波，得到滤波后的分析数据。推荐使用整体响应近似于截止波长(通常指50%响应点的波长)为20mm的频域双高斯高通滤波(见附录B)。9.6选择直径2mm、10mm的圆形分析区域或边长2mm、10mm的方形分析区域，或由供需双方商议确定分析区域的尺寸大小，如图1所示。分析区域的中心点完全位于FQA内或FQA边界上(包括中心在FQA内但部分区域超出FQA的不完整局部区域)。注：分析区域形状和尺寸的选择会影响评价结果。方形分析区域倾向于突出其对角线方向的NT,在每个分析区域内，对角线方向的长度约为轴向长度的1.4倍。圆形分析区域提供各向同性的评价结果，其分辨率受点阵密度的限制。31D标引序号说明：1——区域内的中心表面高度数据，单位为纳米(nm);2——区域内包含的表面高度数据，单位为纳米(nm);D——方形边长，单位为毫米(mm);R——圆形直径，单位为毫米(mm)。图1圆形或方形分析区域9.7对FQA内所有经高通滤波后的表面高度采样点，在区域内以每个点为中心，仅利用FQA范围内的滤波高度数据点，分别计算并存储其对应的直径2mm、10mm的圆形分析区域或边长2mm、10mm方形分析区域的P-V值。注：将FQA内2mm和10mm的分析区域的N个P-V值存储为线性数组或二维映射表。计算P-V值时仅使用FQA范围内的滤波高度数据，从而排除外推数据干扰，确保结果准确反映FQA内的NT特征。10试验数据处理NT的P-V值的阈值曲线T(t)定义见公式(1):式中：10.2根据阈值曲线T(t)确定对应的t(P-V值),阈值T一般情况下默认为0.05%,或由供需双方商议确定。将2mm和10mm的圆形或方形分析区域、阈值T处的P-V值t和t₂作为硅片NT值的评注：对于10⁵个滤波之后的高度数据图，阈值为0.05%处的P-V值比最大P-V值更稳定，能清晰地反映整个FQA内最差NT的值。411精密度选取直径300mm、厚度760μm～790μm的3片硅抛光片及2片硅外延片样品。在5个实验室分表1单个实验室和多个实验室的相对标准偏差%多个实验室相对标准偏差%2圆形22圆形2试验报告应包括但不限于以下内容：a)测试时间；b)操作者；d)近边缘区域滤波方法；f)分析区域的形状、尺寸；g)阈值为0.05%处对应的2组分析区域的NT值；h)本文件编号；i)异常现象。5(资料性)偏差度量A.1偏差度量的相关分析A.1.1偏差度量尚未广泛应用于大批量硅片生产监测。然而，对于某些特定的应用场景或研究目的，可能会用到偏差度量。指定偏差值的硅片表面坐标与该偏差相关的硅片位置相同，而在P-V度量中，精确的峰谷位置仅在分析区域的尺寸范围内与P-V值指定的坐标相关。A.1.2偏差度量是滤波之后高度图中分析区域内所有点相对于该分析区域中心点高度的最大高度偏差。A.2基于偏差度量生成纳米形貌数据的过程6(资料性)滤波分类及应用B.1双高斯高通滤波应用B.1.1双高斯高通滤波对采集的高度数据阵列进行滤波，去除硅片宏观变形(低频),保留微观纳米特征(高频)。该滤波的传输函数G(λ,λ.)是空间波长λ的函数。G在截止波长λ处的取值定义为0.5。B.1.2双高斯高通滤波通过对高度数据阵列进行低通滤波并从原始高度数据中减去低通滤波来实现，按公式(B.1)计算：GDHP=1-GDLP式中：GpHP——双高斯高通滤波传递函数；GDLP——双高斯低通滤波传递函数。双高斯低通滤波传递函数按公式(B.2)计算：式中：GpLP——双高斯低通滤波传递函数；GLp——高斯低通滤波传递函数；λ.——截止波长。高斯低通滤波传递函数按公式(B.3)计算：式中：GL——高斯低通滤波传递函数；综合上述公式，双高斯高通滤波传递函数可按公式(B.4)计算：式中：GpHP——双高斯高通滤波传递函数；λ——空间波长；λ.——截止波长。B.1.3双高斯高通滤波传递函数示意图见图B.1。70.50.40.30.2λ=√A²+λ…………(B.高通(空间域)滤波用于消除硅片形状(如弯曲度、翘曲