硅片翘曲度测试自动非接触扫描法讨论稿.doc

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1、GB/TXXXXX-201X硅片翘曲度测试自动非接触扫描法Testmethodformeasuringwarponsiliconwafersbyautomatednon-contactscanning（工作组讨论稿）GB/TXXXXX-201X中华人民共和国国家标准ICS77.040H17201X-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施5GB/TXXXXX-201X前言本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。本标准由全国半导体设备和材料标准化技术委员会材料分会（SAC/TC203/SC2）提出并归口

2、。本标准起草单位：有研半导体材料股份有限公司、上海合晶硅材料有限公司。本标准主要起草人：孙燕、卢立延、徐新华。5GB/TXXXXX-201X硅片翘曲度测试自动非接触扫描法1　范围本方法适用于在半导体衬底或器件过程中，直径不小于50mm，厚度不小于100um的切割、研磨、腐蚀、抛光、刻蚀、外延或其它表面状态的硅片的翘曲度测试，也可监控因热效应和机械效应引起的晶片翘曲。本方法为非破坏性、无接触的自动扫描测试方法，适用于洁净、干燥硅片的翘曲度测试，不受硅片的厚度、表面加工状态的影响，且与重力引起的变形无关。2　规范

3、性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注明日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注明日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T14264半导体材料术语3　术语和定义GB/T14264界定的术语及定义适用于本文件。4方法概述将被测硅片放置在平坦、洁净的小吸盘上，吸盘带动硅片沿规定的图形在两个相对的探头之间运动，两个探头同时对硅片的上下表面进行扫描，获得一组上下表面分别到最近的探头间的距离数据。对应扫描的每一点，得到一对X和Y坐标都相同的距离数值。成对的位移数

4、值用于构造一个中位面。得到一对位移数据，构成硅片中位面的数据组(t[X,Y])。在中位面上的重力效应的校正是通过从一个典型的硅片测量值（2）或从理论值减去一个重力校正值得到的，也可以是通过翻转晶片扫描进行校正。从合适的中位面构造一个最小二乘法参考平面。参考平面偏离（RPD）是在每对测量点上计算得到的。Warp是在最大的正数（RPD）和最小的负数（RPD）间的代数差。注：虽然硅片的翘曲是由于硅片的上下表面相同的重力造成的，它不可能通过对其中一个面的测量得到，中位面包含了向上、向下或两者都有的区域，在某些情况下，

5、中位面是平的，事实上，翘曲度为零或正数值。5干扰因素5.1在测试扫描期间，任何探头间或探头沿探头轴的相对运动都会产生横向位置等效测试数据误差。5.2样品相对于探针测量轴的振动也会引入误差。为了使该影响被降低到最小，系统提供了特征分析及校正算法。设备内部的监控系统也可以用来纠正非重复和重复系统机械。未能提供这样的修改可能会导致错误。5.3设备具有一定的厚度测试（结合翘曲度）范围，无需调整即可满足要求。如果校准或测试试样超出测试范围，可能产生错误的结果。操作者可通过设备的超量程信号得知这一情况。5.4数据点的数量

6、及其间距不同可能影响测试结果。5.5被测晶片的直径、厚度、表面状态、晶向，可能引起使用的重力补偿结果的差异。对于不同直径和厚度引起的重力补偿错误的预计与信息1相关。如果被测样品的晶体取向不同。使用重力补偿，引入的测量值与实际值偏差达15%。5.6实行重力补偿方法的不同会有不同的测试结果。不同层次的实行方法的完整性也会得到不同的结果。5.7系统硅片夹持装置的差异可以引入测量差异。本测试方法允许使用不同的硅片夹持装置（见7.1.4.1）相同的样品在不同的硅片夹持装置中会得到不同的几何形状的结果。5GB/TXXXX

7、X-201X5.8选择基准面不同，得到的翘曲度的值可能不同。SEMIMF657是使用背表面3点作为基准平面测量翘曲。而背表面基准平面的翘曲结果中包含了厚度差异，测试方法中使用中位面做基准平面消除了这一影响。测试方法中使用最小二乘法参照平面拟合参照平面降低了三点平面计算参考点位置的选择变异。使用（本试验法）特殊的校准或补偿技术，最大限度地减少重力造成的晶片畸变的影响5.9重力可以改变硅片形状，本标准包含了几个消除重力影响的方法，包括方法之一，典型的硅片翻转的方法。注：它涉及由ADE公司提供的专利。5.9采用硅片

8、翻转的方法消除重力影响时，该硅片本身的翘曲度过大将对测试结果带来影响。6仪器设备6.1硅片夹持装置：例如吸盘或硅片边缘夹持装置，该装置的类型和尺寸可由测试双方协商确定。6.2多轴传输系统，提供了硅片夹持装置或探头在垂直于测试轴的几个方向的可控移动方式。该移动应允许在合格质量区域内以指定的扫描方式收集数据，且可设定采样数据点的间距。6.3探头部件，带有一对非接触位移传感探头，探头支持装置和指示单元（见