GB∕T 42789-2023 硅片表面光泽度的测试方法（正式版）

硅片表面光泽度的测试方法Testmethodforglossofsiliconwafer2023-08-06发布国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会I本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。请注意本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责任。本文件由全国半导体设备和材料标准化技术委员会(SAC/TC203)与全国半导体设备和材料标准化技术委员会材料分技术委员会(SAC/TC203/SC2)共同提出并归口。本文件起草单位：浙江金瑞泓科技股份有限公司、浙江海纳半导体股份有限公司、有色金属技术经济研究院有限责任公司、天津中环领先材料技术有限公司、山东有研半导体材料有限公司、上海合晶硅材料股份有限公司、麦斯克电子材料股份有限公司、广东金湾高景太阳能科技有限公司、浙江旭盛电子有限公司、巢湖学院、金瑞泓科技(衢州)有限公司。1硅片表面光泽度的测试方法本文件描述了采用光反射法以20°、60°或85°几何条件测试硅片表面光泽度的方法。本文件适用于硅腐蚀片、抛光片、外延片表面光泽度的测试，不适用于表面有图形的硅片的测试。2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/T9754色漆和清漆不含金属颜料的色漆漆膜的20°、60°和85°镜面光泽的测定GB/T14264半导体材料术语JJG696—2015镜向光泽度计和光泽度板3术语和定义GB/T9754和GB/T14264界定的以及下列术语和定义适用于本文件。对于规定的光源和接收角，从物体镜向方向反射的光通量与从折射率为1.567的黑玻璃镜向方向反射的光通量之比。注1:为了确定镜向光泽的标度，对于20°、60°和85°几何角度折射率为1.567的抛光黑玻璃，规定其光泽度值为100。注2:对双面硅抛光片背面光泽度的评价是以抛光片正面光泽度为基准计算的。4方法原理在规定入射角和规定光束的条件下，入射光经过透镜照射到样品表面，得到镜向反射角方向的光束，此时，反射光强度由样品材料表面性质决定，接收器收集样品反射光，与标准表面反射光强度对比、计算，最终得到样品的表面光泽度。光泽度测试光路示意图见图1。2标引序号说明：G——光源；B——接收器视场光阑；P——被测样品；σ——接收器孔径角os——光源像孔径角图1光泽度测试光路示意图5干扰因素5.1测试时漏光，测试角度选择错误，影响接收的光通量，从而影响测试的准确性。5.2标准板沾污、光源不稳定影响标准值从而影响测试准确性。5.3样品测试区域的气孔、较多的颗粒、表面沾污覆盖、化学腐蚀产生的雾、硅片不平整会影响光反射效果，其测试结果不能代表正常区域的光泽度。5.4环境湿度太大，会影响光反射效果，从而影响测试准确性。5.5硅片化学腐蚀方式和晶向影响光泽度数值。5.6对于<111>晶向的碱腐蚀硅片，由于晶胞方向影响，测试方向不同会得到不同的光泽度数值。5.760°几何条件适用于测试所有光泽度的硅片，但由于分辨率的影响，20°或85°几何条件更适用于高光泽度或低光泽度的硅片。6试验条件除另有规定外，应在下列条件下进行测试：a)环境温度为(22±5)℃;b)环境相对湿度不大于80%。7仪器设备7.1光源：应符合JJG696—2015规定的Dss照明体或A光源。7.2入射透镜：应使入射的光束按一定方式照射到样品表面。7.3接收器：接收器光谱响应应符合JJG696—2015中视觉函数V(a)的要求。7.4显示仪表：显示读数应清晰、准确，偏差不大于满量程的1%。3GB/T42789—20237.5标准板：应均匀、稳定，工作表面不应有影响光泽度测试的缺陷，并应定期校准。8样品8.1样品表面应平整、光滑、干燥、无污染，测试区域无气孔、机械划伤等外观缺陷。8.2样品大小应完全覆盖测试口。9仪器校准9.1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。9.2手动校准仪器按以下流程进行：a)根据测试需求选定测试角度；b)将归零测试板放在测试位置，进行空白校准；c)将标准板放在测试位置，进行标准校正，测试数值与标准板值差异不大于±0.5%。9.3仪器校准合格后方可使用。10试验步骤10.1光泽度计测试口应紧贴样品表面且完全覆盖测试区域。10.2选择一定的入射角度测试。对于直径不大于150mm的硅片样品，采用5点法测试，如图2a)所示，即硅片中心1点、硅片边缘4点。对于直径大于150mm的硅片样品，采用9点法测试，如图2b)所示，即硅片中心1点、半径R/2处各4点、硅片边缘各4点。测试边缘位置时测试中心距硅片边缘约2cm,边缘位置按参考面位置、顺时针90°、180°、270°依次测试。若对测试有其他要求，可供需双方协商a)直径不大于150mm的硅片b)直径大于150mm的硅片图2硅片表面光泽度测试点示意图10.3每组样品测试时应保持相同的几何角度。11试验数据处理11.1样品表面光泽度Gs(θ)按公式(1)进行计算。式中：Gs(θ)——样品表面光泽度，单位为光泽单位(GU);………4φs——相对于设定入射角θ的样品表面反射光通量，单位为流明(lm);Dos——相对于设定入射角0的标准板表面反射光通量，单位为流明(1m);Gos(θ)——所采用的标准板表面光泽度，单位为光泽单位(GU)。11.2不同折射率和入射角的抛光黑玻璃的光泽度值见表1。表1抛光黑玻璃的光泽度值折射率(n)光泽度Gos(θ)入射角(θ)5表1抛光黑玻璃的光泽度值(续)折射率(n)光泽度Gos(0)入射角(θ)12精密度选用12片样片，3片直径200mm<100>晶向碱腐蚀硅片，3片直径150mm<100>晶向酸腐蚀硅片，1片直径200mm硅单晶抛光片，2片直径150mm<111>晶向碱腐蚀硅片，2片直径150mm<111〉晶向酸腐蚀硅片，1片直径150mm硅单晶抛光片。在7个实验室进行巡回测试，每片样片测试10次，测试方向与参考面平行，每次测试重新取放片。单个实验室光泽度测试的相对标准偏差不大于5%;多个实