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仪器分析

晶圆与外延层XRR测量

Wafer & Epitaxial-layer XRR

形成晶圆面内膜厚和密度分布,识别外延或沉积过程的径向变化,其中在晶圆中心、边缘或指定坐标重复扫描,形成膜厚与密度的空间差异记录。光斑完整落在均匀图形区,翘曲引起的高度和角度偏差逐点校正。

检测内容
测区一致性 · 临界角与密度
适用对象
测区一致性:在晶圆中心、边缘或指定坐标重复扫描,形成膜厚与密度的空间差异记录,结果用于形成晶圆面内膜厚和密度分布,识别外延或沉积过程的径向变化 · 临界角与密度:由全反射临界区和密度相关折射率参数求取膜层电子密度或质量密度,测量位置按以下方式布置:采用中心加多个径向点的固定坐标网格,所有位置使用一致光斑与扫描范围
方法标准
GB/T 36053-2018 · ISO 16413:2020
报告交付
晶圆与外延层XRR测量技术报告及主要结论 · 交付晶圆测点图、各点XRR曲线、膜厚密度粗糙度分布及面内统计
项目受理登记对象、检测目标和报告用途
样品登记登记数量、状态和制样要求
过程质控记录检测条件并审核原始数据
报告交付交付结果、附件和技术说明
01

检测范围

检测范围检测内容与适用对象

晶圆与外延层XRR测量主要检测测区一致性、临界角与密度,服务对象包括测区一致性:在晶圆中心、边缘或指定坐标重复扫描,形成膜厚与密度的空间差异记录,结果用于形成晶圆面内膜厚和密度分布,识别外延或沉积过程的径向变化、临界角与密度:由全反射临界区和密度相关折射率参数求取膜层电子密度或质量密度,覆盖来样登记、检测实施和报告交付。

01核心检测项目

测区一致性

在晶圆中心、边缘或指定坐标重复扫描,形成膜厚与密度的空间差异记录,采集区域:采用中心加多个径向点的固定坐标网格,所有位置使用一致光斑与扫描范围。

02适用产品与样品

测区一致性:在晶圆中心、边缘或指定坐标重复扫描,形成膜厚与密度的空间差异记录,结果用于形成晶圆面内膜厚和密度分布,识别外延或沉积过程的径向变化

临界角与密度:由全反射临界区和密度相关折射率参数求取膜层电子密度或质量密度,测量位置按以下方式布置:采用中心加多个径向点的固定坐标网格,所有位置使用一致光斑与扫描范围

03委托资料与样品

样品、目标参数和报告用途

样品形式:完整晶圆、外延片、晶圆切片和具备裸基底参照的均匀薄膜样片

04报告与交付内容

晶圆与外延层XRR测量检测报告 + 检测数据与图表

晶圆与外延层XRR测量技术报告及主要结论

技术说明

项目技术要点

实施流程

1. 按缺口方向建立晶圆坐标并载入固定测点网格;2. 逐点完成高度、零角和反射面自动对准;3. 以统一角度程序采集中心至边缘的XRR曲线;4. 使用同一物理层模型拟合各点并检查参数相关性;5. 生成膜厚、密度与粗糙度的晶圆面内分布图

足迹效应

低角入射时光斑可能超出样品表面,依据光束尺寸与样品长度修正照射面积,样品资料:记录晶圆直径、缺口方向、外延层序、标称厚度、基底型号和沉积批次。

参数相关性

厚度、密度和粗糙度之间存在拟合相关,采用独立工艺信息与合理层序限制参数漂移,测量位置:采用中心加多个径向点的固定坐标网格,所有位置使用一致光斑与扫描范围。

表面状态

颗粒、翘曲和局部划伤会降低镜面反射强度,装样前记录测区外观并避开污染点,对照数据:比较晶圆中心、半径中点与边缘方位的膜厚、密度和粗糙度分布。

不确定度表达

报告给出拟合区间、优化准则、参数置信区间和模型替代方案的残差变化,结果解释:光斑完整落在均匀图形区,翘曲引起的高度和角度偏差逐点校正。

02

适用产品与样品

晶圆与外延层XRR测量适用于以下产品、样品及技术问题。

适用产品与技术问题

  • 测区一致性:在晶圆中心、边缘或指定坐标重复扫描,形成膜厚与密度的空间差异记录,结果用于形成晶圆面内膜厚和密度分布,识别外延或沉积过程的径向变化
  • 临界角与密度:由全反射临界区和密度相关折射率参数求取膜层电子密度或质量密度,测量位置按以下方式布置:采用中心加多个径向点的固定坐标网格,所有位置使用一致光斑与扫描范围
  • 检测对象:完整晶圆、外延片、晶圆切片和具备裸基底参照的均匀薄膜样片
  • 测量位置:采用中心加多个径向点的固定坐标网格,所有位置使用一致光斑与扫描范围
  • 数据判读:形成晶圆面内膜厚和密度分布,识别外延或沉积过程的径向变化
03

样品与委托资料

送样信息包括材质、形态、批次、保存条件、目标参数及制样要求。

  1. 01

    样品形式:完整晶圆、外延片、晶圆切片和具备裸基底参照的均匀薄膜样片

  2. 02

    制样与装夹:以晶圆缺口建立方位坐标,使用无翘曲支撑并保持各测点膜面水平

  3. 03

    随样资料:记录晶圆直径、缺口方向、外延层序、标称厚度、基底型号和沉积批次

  4. 04

    对照样品:比较晶圆中心、半径中点与边缘方位的膜厚、密度和粗糙度分布

  5. 05

    位置记录:采用中心加多个径向点的固定坐标网格,所有位置使用一致光斑与扫描范围

所需样品量样品量与制样要求

样品形式:完整晶圆、外延片、晶圆切片和具备裸基底参照的均匀薄膜样片。样品量包含制样损耗、平行样和留样需求。

检测周期项目周期与交付日期

晶圆与外延层XRR测量列明样品、项目、方法、开始时间与报告交付日期,并同步安排复杂前处理和多模块测试。

报告类型晶圆与外延层XRR测量检测报告 · 检测数据与图表 · 测试条件与质控记录

主要提供晶圆与外延层XRR测量技术报告及主要结论、晶圆测点图、各点XRR曲线、膜厚密度粗糙度分布及面内统计,其他数据和附件在委托单中列明。

实施方式实验室来样检测

收样、制样、测试、数据复核和报告输出由项目负责人统一衔接。

04

检测项目

01

测区一致性

在晶圆中心、边缘或指定坐标重复扫描,形成膜厚与密度的空间差异记录,采集区域:采用中心加多个径向点的固定坐标网格,所有位置使用一致光斑与扫描范围。

02

临界角与密度

由全反射临界区和密度相关折射率参数求取膜层电子密度或质量密度,对照组合:比较晶圆中心、半径中点与边缘方位的膜厚、密度和粗糙度分布。

03

Kiessig条纹

利用反射振荡周期计算单层或总膜厚,并检查条纹相位与厚度均匀性,样品资料:记录晶圆直径、缺口方向、外延层序、标称厚度、基底型号和沉积批次。

04

界面粗糙度

根据高角反射衰减和界面模型拟合表面及埋藏界面的均方根粗糙度,数据判读:光斑完整落在均匀图形区,翘曲引起的高度和角度偏差逐点校正。

05

分层模型拟合

建立基底、过渡层、主体层、氧化层或覆盖层模型,并比较模型残差与参数相关性,应用方向:形成晶圆面内膜厚和密度分布,识别外延或沉积过程的径向变化。

05

检测方法与实施流程

现有设备和检测能力晶圆与外延层XRR测量所需的检测、制样、质量控制和数据分析条件齐备,受理测区一致性、临界角与密度。
01

检测需求

围绕晶圆与外延层XRR测量列明样品、目标参数、方法标准和报告用途。

02

样品登记

样品形式:完整晶圆、外延片、晶圆切片和具备裸基底参照的均匀薄膜样片

03

完成前处理或制样

根据晶圆与外延层XRR测量和测区一致性、临界角与密度的测试条件处理样品。

04

完成仪器测试

使用晶圆与外延层XRR测量按规定参数完成测区一致性、临界角与密度和过程质量控制。

05

复核检测数据

重点检查测区一致性、临界角与密度对应的图谱、曲线、图像或数据表。

06

交付报告和附件

提供晶圆与外延层XRR测量技术报告及主要结论、晶圆测点图、各点XRR曲线、膜厚密度粗糙度分布及面内统计及约定附件。

06

标准与方法依据

以下列出晶圆与外延层XRR测量采用的正式标准与执行依据,包含标准编号、适用项目和发布来源。

2 项标准共列出 2 项标准与方法。

共 2 项

GB/T 36053-2018中国标准X射线反射法测量薄膜的厚度、密度和界面宽度 仪器要求、准直和定位、数据采集、数据分析和报告GB/T 36053-2018用于晶圆与外延层XRR测量的薄膜厚度、密度、界面宽度测量及XRR数据分析和报告。国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会 · 现行/Published · 查看发布机构来源
ISO 16413:2020国际标准Evaluation of thickness, density and interface width of thin films by X-ray reflectometry — Instrumental requirements, alignment and positioning, data collection, data analysis and reportingISO 16413:2020用于晶圆与外延层XRR测量的薄膜厚度、密度、界面宽度测量及XRR数据分析和报告。International Organization for Standardization · 现行/Published · 查看发布机构来源
07

报告与交付内容

晶圆与外延层XRR测量检测报告检测数据与图表测试条件与质控记录约定附件
晶圆与外延层XRR测量技术报告及主要结论
交付晶圆测点图、各点XRR曲线、膜厚密度粗糙度分布及面内统计
原始资料:测区一致性数据;记录晶圆直径、缺口方向、外延层序、标称厚度、基底型号和沉积批次
位置资料:采用中心加多个径向点的固定坐标网格,所有位置使用一致光斑与扫描范围
对照资料:比较晶圆中心、半径中点与边缘方位的膜厚、密度和粗糙度分布
常见报告用途
形成晶圆面内膜厚和密度分布,识别外延或沉积过程的径向变化晶圆与外延层XRR测量数据积累:记录晶圆直径、缺口方向、外延层序、标称厚度、基底型号和沉积批次复测与取样导航:采用中心加多个径向点的固定坐标网格,所有位置使用一致光斑与扫描范围工艺与状态比较:比较晶圆中心、半径中点与边缘方位的膜厚、密度和粗糙度分布
报告与结果说明

报告列明实际样品、检测方法、测试条件、结果和约定附件。

报告同步提供质量控制、数据复核和判定依据等项目记录。

样品、批次、工况或标准发生变化时,按新条件开展补充检测。

报告支持CMA/CNAS标识、合格判定及英文版本,相关要求可在需求表中注明。
08

常见问题

01晶圆与外延层XRR测量的测区一致性数据怎样解读?

在晶圆中心、半径中点和边缘按固定坐标重复扫描,得到膜厚与密度的面内分布,用于识别外延或沉积过程的径向变化。

02晶圆与外延层XRR测量的测区一致性样品怎样送?

完整晶圆、外延片、晶圆切片和具备裸基底参照的均匀薄膜样片,以晶圆缺口建立方位坐标,使用无翘曲支撑并保持各测点膜面水平。

03晶圆与外延层XRR测量的测区一致性制样与资料怎样准备?

以晶圆缺口建立方位坐标,使用无翘曲支撑并保持各测点膜面水平,记录晶圆直径、缺口方向、外延层序、标称厚度、基底型号和沉积批次。

04晶圆与外延层XRR测量的测区一致性不同状态怎样比较?

比较晶圆中心、半径中点与边缘方位的膜厚、密度和粗糙度分布,光斑、角度范围、足迹修正和分层模型保持一致。

05晶圆与外延层XRR测量的测区一致性取样位置怎样布置?

采用中心加多个径向点的固定坐标网格,所有位置使用一致光斑与扫描范围,以晶圆缺口建立方位坐标,使用无翘曲支撑并保持各测点膜面水平。

06晶圆与外延层XRR测量的测区一致性采集参数怎样管理?

光斑完整落在均匀图形区,翘曲引起的高度和角度偏差逐点校正,光斑、角度范围、足迹修正和分层模型保持一致。

07晶圆与外延层XRR测量的测区一致性图表与数据怎样整理?

交付晶圆测点图、各点XRR曲线、膜厚密度粗糙度分布及面内统计,记录晶圆直径、缺口方向、外延层序、标称厚度、基底型号和沉积批次。

08晶圆与外延层XRR测量的测区一致性怎样支持异常排查?

形成晶圆面内膜厚和密度分布,识别外延或沉积过程的径向变化,比较晶圆中心、半径中点与边缘方位的膜厚、密度和粗糙度分布。

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