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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
确认检测需求登记对象、检测目标和报告用途
样品登记登记数量、状态和制样要求
检查检测过程记录检测条件并审核原始数据
出具报告交付结果、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

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。

01项目内容

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适用情况

对象与条件

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结果解释

需要注意的限制

晶圆与外延层XRR测量结果报告对应实际样品、测点、量程和测量条件;整批评价按照约定取样方案、对照设置和判定依据执行 晶圆与外延层XRR测量结果物相分析同步记录含量、结晶度、峰重叠、择优取向、荧光背景、样品尺寸和模型;无定形相与低含量相结合互补方法复核。 晶圆与外延层XRR测量结果对应实际收到的样品、采用的X射线反射率 XRR条件和数据处理方法;样品或参数改变后按新条件复核可比性 仪器测试交付测量数据和技术说明;整批质量判定、产品认证、法定鉴定和监管事项按照相应程序实施

技术说明

检测时需要注意什么

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。

适用产品和常见问题

  • 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

送样前需要准备什么

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

准备资料样品和资料要求

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 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 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 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 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

项目结果本页列出的结果内容

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

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

检测方法和流程

受理前需要确认什么受理前需确认对象、样品状态、方法适用性和实施条件;具体检测范围、进度与报告要求以双方确认的方案为准。
06

检测标准和方法

以下是本页引用的标准与方法资料。具体项目是否适用、采用哪个版本及如何判定,需结合对象、条件和委托要求确认。

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

报告和检测数据

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
检测结果说明

晶圆与外延层XRR测量结果报告对应实际样品、测点、量程和测量条件;整批评价按照约定取样方案、对照设置和判定依据执行

晶圆与外延层XRR测量结果物相分析同步记录含量、结晶度、峰重叠、择优取向、荧光背景、样品尺寸和模型;无定形相与低含量相结合互补方法复核。

晶圆与外延层XRR测量结果对应实际收到的样品、采用的X射线反射率 XRR条件和数据处理方法;样品或参数改变后按新条件复核可比性

仪器测试交付测量数据和技术说明;整批质量判定、产品认证、法定鉴定和监管事项按照相应程序实施

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通常怎样送?

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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