GB/T43894.3—XXXX半導(dǎo)體晶片近邊緣幾何形態(tài)評(píng)價(jià)第3部分：扇形區(qū)域平整度法（ESFQR、ESFQD、ESBIR)1范圍本文件描述了用扇形區(qū)域平整度（ESFQR、ESFQD、ESBIR）評(píng)價(jià)半導(dǎo)體晶片近邊緣幾何形態(tài)的方法。本文件適用于300mm硅拋光片、硅外延片、SOI片，也適用于其他帶有表面層的或半導(dǎo)體材料圓形晶片。注：直徑200mm硅片可以參考此文件。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T16596確定晶片坐標(biāo)系規(guī)范GB/T25915.1—2021潔凈室及相關(guān)受控環(huán)境第1部分：按粒子濃度劃分空氣潔凈度等級(jí)GB/T34479硅片字母數(shù)字標(biāo)志規(guī)范3術(shù)語(yǔ)和定義本文件沒(méi)有需要界定的術(shù)語(yǔ)和定義。4方法原理按選定半徑與圓心角將晶片近邊緣區(qū)域劃分為若干扇形，通過(guò)測(cè)試設(shè)備獲取指定位置與徑向長(zhǎng)度的環(huán)形區(qū)域內(nèi)厚度數(shù)據(jù)陣列；根據(jù)各扇形區(qū)域內(nèi)的厚度數(shù)據(jù)陣列，構(gòu)建該區(qū)域的基準(zhǔn)面，計(jì)算實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與基準(zhǔn)面之間的偏差，根據(jù)不同的計(jì)算方法進(jìn)而評(píng)價(jià)扇形區(qū)域平整度。注：ESFQR為每個(gè)扇區(qū)內(nèi)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與基準(zhǔn)面偏差的極差；ESFQD為每個(gè)扇區(qū)內(nèi)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與基準(zhǔn)面偏差的最大絕對(duì)值；ESBIR為每個(gè)扇區(qū)內(nèi)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的極差。5干擾因素晶片形狀的影響在測(cè)試過(guò)程中無(wú)法消除，且不同的夾持方式會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生的測(cè)試結(jié)果不同?；鶞?zhǔn)面與徑向長(zhǎng)度和角度有關(guān)。選擇基準(zhǔn)面不同，得到的扇形區(qū)域平整度的值可能不同。晶片實(shí)際直徑與公稱(chēng)直徑的偏差可能導(dǎo)致測(cè)量點(diǎn)位置變化，影響計(jì)算結(jié)果。6實(shí)驗(yàn)條件測(cè)試應(yīng)在下列環(huán)境中進(jìn)行：溫度：23℃±3℃；相對(duì)濕度：40%±10%；空氣潔凈度：不低于GB/T25915.1—2021中規(guī)定的ISO5級(jí)。7樣品樣品應(yīng)潔凈、無(wú)崩邊。8儀器設(shè)備8.1幾何參數(shù)測(cè)試系統(tǒng)滿足以下條件：a)可獲取晶片厚度數(shù)據(jù)陣列，其厚度分辨率不大于10nm；b)可執(zhí)行校準(zhǔn)和邊緣去除，能夠識(shí)別并剔除無(wú)效數(shù)據(jù)；c)空間分辨率應(yīng)適于厚度數(shù)據(jù)陣列間距并經(jīng)供需雙方商議決定。在晶片表面的沿著徑向方向的厚度數(shù)據(jù)陣列的間距不大于0.5mm；d)測(cè)試設(shè)備獲取的厚度數(shù)據(jù)實(shí)測(cè)區(qū)域應(yīng)大于并完全覆蓋待測(cè)環(huán)形區(qū)域。8.2數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)可按照本文件計(jì)算并提供包括統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)在內(nèi)的結(jié)果輸出。9實(shí)驗(yàn)步驟9.1垂直或水平放置待測(cè)樣品。9.2校準(zhǔn)測(cè)試設(shè)備。9.2設(shè)置FQA半徑（RFQA）等于標(biāo)稱(chēng)半徑（RNOM）減去邊緣去除EE。EE最小值經(jīng)供需雙方商議決定。9.3設(shè)置扇區(qū)徑向長(zhǎng)度LR（一般默認(rèn)為30mm）。9.4設(shè)置扇形區(qū)域數(shù)量（N），扇形圓心角（θs）按公式（1）進(jìn)行計(jì)算：…………(1)式中：Θs——扇形圓心角，單位為度（°）；N——扇區(qū)數(shù)量。推薦N=72，θs=5°，也可由供需雙方協(xié)商確定扇形的個(gè)數(shù)。9.5設(shè)置去除區(qū)域，包括以下內(nèi)容：a）邊緣去除；b）晶片刻字區(qū)域去除；c）數(shù)據(jù)陣列采集區(qū)域內(nèi)可能被遮擋的區(qū)域，如晶片夾具或定位基準(zhǔn)切口遮擋的區(qū)域；d）由供需雙方確定的其他去除區(qū)域。在極坐標(biāo)系和直角坐標(biāo)系中去除區(qū)域的設(shè)置見(jiàn)附錄A；e)晶片識(shí)別標(biāo)記、基準(zhǔn)缺口的位置和最小面積按GB/T16596和GB/T34479的規(guī)定進(jìn)行,或由供需雙方協(xié)商確定，去除區(qū)域的位置和實(shí)際尺寸，可包括系統(tǒng)特定公差的余量。10實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理10.1如圖1所示，在晶片正表面構(gòu)建由N個(gè)扇區(qū)（S1到SN）組成的環(huán)形區(qū)域。標(biāo)引序號(hào)說(shuō)明：1——r（半徑）；2——Ri,θcc19（圓環(huán)內(nèi)邊界半徑，第19個(gè)扇形S19的逆時(shí)針邊界角度）；3——EE（邊緣去除）；4——θs（扇區(qū)角度）；5——Ro,θc19（圓環(huán)外邊界半徑，第19個(gè)扇形S19的順時(shí)針邊界角度）；6——LR（扇區(qū)徑向長(zhǎng)度）。圖1扇形區(qū)示意圖和單個(gè)扇形區(qū)詳圖10.1.1圓環(huán)外邊界半徑定義為Ro，Ro等于FQA半徑（RFQA）。10.1.2圓環(huán)內(nèi)邊界半徑定義為Ri，Ri等于FQA半徑（RFQA）減去扇區(qū)徑向長(zhǎng)度（LR）。10.1.3第i個(gè)扇形Si的逆時(shí)針邊界角度為QCCi式中：QCCi——第i個(gè)扇形SQs——10.1.4第i個(gè)扇形Si的順時(shí)針邊界角度為QCi=式中：QCi——第i個(gè)扇形SiQs——10.1.5對(duì)每個(gè)扇區(qū)：10.1.6去除區(qū)域覆蓋扇區(qū)面積占比超過(guò)20%時(shí)，為無(wú)效數(shù)據(jù)。10.1.7對(duì)每個(gè)有效扇區(qū)：10.1.8基于厚度數(shù)據(jù)陣列計(jì)算所有扇區(qū)邊界上的厚度值。注：扇區(qū)邊界數(shù)據(jù)一般由內(nèi)插法得到。10.1.9利用扇區(qū)內(nèi)及邊界所有數(shù)據(jù)構(gòu)建一個(gè)正表面最小二乘法的基準(zhǔn)面。10.1.10確定扇區(qū)內(nèi)及邊界厚度數(shù)據(jù)與基準(zhǔn)面的最大峰值dmax和最大谷值dmin。10.1.11ESFQR為最大峰值dmax和最大谷值dmin絕對(duì)值之和；ESFQD為最大峰值dmax和最大谷值dmin絕對(duì)值中較大值，保留原始偏差符號(hào)。10.1.12確定扇區(qū)內(nèi)及邊界厚度數(shù)據(jù)最大值Tmax和最小值Tmin。ESBIR為厚度數(shù)據(jù)最大值Tmax減去最小值Tmin。11精密度選取直徑300mm厚度范圍在760μm～790μm的3片硅拋光片及2片硅外延片樣品，在5個(gè)實(shí)驗(yàn)分別對(duì)每個(gè)樣品的ESFQR、ESFQD、ESBIR進(jìn)行了9次重復(fù)性測(cè)試。單個(gè)實(shí)驗(yàn)室測(cè)試的ESFQR相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差不大于1.10%；多個(gè)實(shí)驗(yàn)室測(cè)試的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差不大于2.12%；單個(gè)實(shí)驗(yàn)室測(cè)試的ESFQD相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差不大于1.40%；多個(gè)實(shí)驗(yàn)室測(cè)試的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差不大于2.60%；單個(gè)實(shí)驗(yàn)室測(cè)試的ESBIR相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差不大于0.65%，多個(gè)實(shí)驗(yàn)室測(cè)試的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差不大于1.85%。12報(bào)告報(bào)告應(yīng)至少包括以下內(nèi)容：a)測(cè)試日期、時(shí)間；b)操作者；c)測(cè)試設(shè)備，包含測(cè)試設(shè)備和計(jì)算設(shè)備（廠家、型號(hào)、軟件版本等）；d)空間分辨率和數(shù)據(jù)點(diǎn)間距；e)樣品批號(hào)和晶片編號(hào)、晶片尺寸、標(biāo)稱(chēng)邊緣去除；f)扇形圓心角；g)每片晶片ESFQR、ESFQD、ESBIR的最大值、平均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差和第95百分位數(shù)等以及要求的其他數(shù)據(jù)；h)本文件編號(hào)。

附錄A（資料性）極坐標(biāo)系和直角坐標(biāo)系中去除區(qū)域的設(shè)置A.1在極坐標(biāo)系中四個(gè)參數(shù)定義了去除區(qū)域的位置和尺寸，極坐標(biāo)系中去除區(qū)域示意圖見(jiàn)圖A.1。標(biāo)引序號(hào)說(shuō)明：θc——極坐標(biāo)系中去除區(qū)域的中心位置角；Δθ——極坐標(biāo)系中去除區(qū)域θc的跨度；rmin——極坐標(biāo)系中去除區(qū)域的最小半徑；rmax——極坐標(biāo)系中去除區(qū)域的最大半徑。圖A.1極坐標(biāo)系中去除區(qū)域示意圖A.2在直角坐標(biāo)系中四個(gè)參數(shù)定義了去除區(qū)域的位