半導(dǎo)體晶片表面金屬沾污的測定 全反射X射線熒光光譜法 編制說明

集成電路和光伏產(chǎn)業(yè)是信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的核心，是國家重要的基礎(chǔ)性、先導(dǎo)性和戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，核心工藝技術(shù)水平和世界先進制與檢測是關(guān)乎產(chǎn)品性能的重要手段與指標(biāo)。在工藝生產(chǎn)過程中晶片表面極其少量的金屬污染的存在都有可能導(dǎo)致器件功能失效或可靠性變差，因此在制造生產(chǎn)過程中對晶片表面金屬能譜法、二次離子質(zhì)譜法、電感耦合等離子體質(zhì)譜法、氣相分解原子吸收光譜法等等?；瘜W(xué)元素不能提供足夠的檢測極限，輝光放電質(zhì)譜通常只能做半定量分析，且對于半導(dǎo)體材料的金屬沾污而言，檢出限不夠。上述這些方法絕大多數(shù)是破壞性的，并且存在檢測限不夠低，為具有非破壞性檢測、可以直接測試拋光片、外延片等鏡面表面而無需特別制樣等優(yōu)點而被方法的測試，有助于提升國內(nèi)半導(dǎo)體材料的產(chǎn)品質(zhì)量，提高國內(nèi)半導(dǎo)體材料在國內(nèi)和國際市根據(jù)《國家標(biāo)準(zhǔn)委關(guān)于下達2021年第批國家標(biāo)準(zhǔn)制修訂計劃的通知》(國標(biāo)委綜合2人民幣。有研半導(dǎo)體是國家級高新技術(shù)企業(yè)和首批國家技術(shù)創(chuàng)新示范企業(yè)，擁有半導(dǎo)體材料國家工程研究中心、國家企業(yè)技術(shù)中心，共建了國家有色金屬及電子材料分析測試中心。有研半導(dǎo)體擁有整套具有自主知識產(chǎn)權(quán)的半導(dǎo)體硅材料的核心技術(shù)和符合國際標(biāo)準(zhǔn)的先進廠房直拉硅單晶和第一根區(qū)熔硅單晶，生長出國內(nèi)第一根12英寸硅單晶并為院士聯(lián)合評為19要從事硅和其它電子材料的研究、開發(fā)與生產(chǎn)，提供相關(guān)技術(shù)開發(fā)、技術(shù)轉(zhuǎn)讓和技術(shù)咨詢服3-8英寸區(qū)熔硅單晶及硅片、集成電路設(shè)備用超大直徑硅單晶及硅部件等，產(chǎn)品可應(yīng)用于集方面的調(diào)研和收集；結(jié)合多年來國內(nèi)外用戶對全反射X射線熒光光譜法的要求和實踐，提出和起草規(guī)則》、GB/T20001.4-2015《標(biāo)準(zhǔn)編寫規(guī)則第4部分：試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》的原則進行32.按照國家標(biāo)準(zhǔn)委關(guān)于清理整頓的要求，將GB/T24578-2015《《硅片表面金屬沾污的全反射X光熒光光譜測試方法》和GB/T34504-2017《藍寶石拋光襯底片表面殘留金屬元素測量方法》兩個標(biāo)準(zhǔn)合并。我們在對兩個標(biāo)準(zhǔn)進行了深入了解、消化吸收以及兩個標(biāo)準(zhǔn)頒布而絕大部分應(yīng)該是前者。同時考慮到對于測試達到的表面深度是與入射角有關(guān)，而我們只查到硅單晶片及氧化層的測試深度約為5nm是由文獻支持的，其他材料沒有明確輕金屬的檢出限并不適合所有半導(dǎo)體材料，因此我們銻化鎵等單晶拋光片表面金屬沾污的測定。尤其適用于晶片清洗后自然氧化層或經(jīng)化學(xué)方法鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銅、鋅等金屬元素，且面密度在109atoms/cm2～1015atoms/cm2范注：測試范圍在一定條件下可以擴展到原子序數(shù)11（Na92（U）的元素，取決于測試設(shè)備提3.2在引用文件中，將原來的GB50073-2013《潔凈廠房設(shè)計規(guī)范》更改為GB/T3.3為了更好地幫助使用者本文件中涉及的專業(yè)術(shù)語，在參考通用的技術(shù)術(shù)語、ASTM標(biāo)?其他材料？這里指硅?其他材料？這里指硅要位于氧化層（包括自然氧化層）中還是位于樣品表面的顆粒，嚴(yán)格的說，兩種類型的金屬沾污選擇的掠射角應(yīng)有差異。如主要沾污為表面顆粒型，則選擇過低的掠射角會致使測試結(jié)Techhos的設(shè)備之前主要客戶都是硅材料用戶，設(shè)備主要用于硅的拋光片、外延片，由于硅片表面的顆粒及金屬沾污的控制已經(jīng)達到了很好的水平，特別是出廠的拋光片或外延片，污元素及含量，因此針對的主要是顆粒型的沾污，這時，掠射角的設(shè)置要比測量薄膜中沾污5得到的結(jié)果數(shù)值上差別很大，增加了使用原子力顯微鏡測量的條件；樣品表面金屬沾污。本次修改增加了溫度、相對濕度的具體要求，同時針對目前該方法主要3.7.2增加的臨界角的計算公式來源于GB/T34504-2017版本，本次的修改包括1）由于根據(jù)測試也可根據(jù)對被測樣品進行角掃描得到的測樣品中主要金屬沾污類型設(shè)置臨界角的25%～80％作為掠射角。并增加了注：以圖2中硅為例，如果角掃描曲線與圖2中曲線a（殘留物）相似，為顆粒型沾污，選擇低于臨界角的85%作為掠射角；如果角掃描與圖2中曲線b（薄膜中）相似，則選擇低于臨界角的70%~80%作為掠射角。當(dāng)考慮到實際情況兼顧兩種類型的沾污都存在時，選擇圖2中曲線a和曲線b6相同樣品的掠射角在測試過程中也是不變的，因此在這一過程中根據(jù)待測樣品選擇合適的分本標(biāo)準(zhǔn)修訂過程中參照國外標(biāo)準(zhǔn)的同時，也結(jié)合多年來的實踐，在標(biāo)準(zhǔn)中融入了多年來提供了參考。修訂后的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用更廣泛，具有更普遍的實用性，本次修訂與現(xiàn)行的法律、法規(guī)及國家標(biāo)準(zhǔn)、國家軍用標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)沒有沖突，不涉及編制組根據(jù)起草前確定的編制原則進行了標(biāo)準(zhǔn)起草，標(biāo)準(zhǔn)備和調(diào)研，并做了大量調(diào)查論證、信息分析和試驗工作。標(biāo)本標(biāo)準(zhǔn)修改頒布后將取代現(xiàn)行的《硅片表面金屬沾污的全反射X光熒光光譜本標(biāo)準(zhǔn)的實施與現(xiàn)有的其他標(biāo)準(zhǔn)沒有