ICS 29.045 H80 GB 中华人民共和国国家标准 GB/T29505—2013 硅片平坦表面的表面粗糙度测量方法 Test method for measuring surface roughness on planar surfaces of silicon wafer 2013-05-09发布 2014-02-01实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 发布 中国国家标准化管理委员会 GB/T29505—2013 目 次 前言 II 范围 规范性引用文件 术语和定义 方法提要 干扰因素 6 仪器设备 粗糙度测量步骤 7 8 报告 附录A（规范性附录） 粗糙度测量规范和有关输出的例子 附录B（资料性附录）有关硅片粗糙度分布的试验和模型（源于SEMIM4O附录）... 11 参考文献 25 GB/T29505—2013 前言 本标准按照GB/T1.1一2009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（SAC/TC203）提出并归口。 本标准起草单位：有研半导体材料股份有限公司、中国有色金属工业标准计量质量研究所。 本标准主要起草人：孙燕、李莉、卢立延、翟富义、向磊。 GB/T29505—2013 硅片平坦表面的表面粗糙度测量方法 1范围 本标准提供了硅片表面粗糙度测量常用的轮廓仪、干涉仪、散射仪三类方法的测量原理，测量设备 和程序，并规定了硅片表面局部或整个区域的标准扫描位置图形及粗糙度缩写定义。 本标准适用于平坦硅片表面的粗糙度测量；也可用于其他类型的平坦晶片材料，但不适用于晶片边 缘区域的粗糙度测量。 本标准不适用于带宽空间波长≤10nm的测量仪器。 2规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，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界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3. 1 自相关函数 autocorrelation function 强谱线密度函数的傅立叶转换。它表示一个表面轮廓和经滑移或横向移动的同样轮廓之间关于其 自身的相似性。 3. 2 自相关长度 autocorrelationlength 要求横向滑动以把自相关函数简化为一个等于e一1乘以它的0滑动值的值。有时使用10%或者 0值定义替代e一1。 3.3 双向反射分布函数bi-directionalreflectancedistributionfunction；BRDF 由一个表面来描述光散射的分布，以不同的发光度（辐照度）归一化不同的发光（辐射率），并且近似 于每单位投射的立体角散射功率除以入射功率。 3.4 尼奎斯特准则Nyquiscriterion 检测到的最短空间波长。它是两倍于取样间隔。 3.5 一维光栅方程式one-dimensional grating equation 按最普通的形式，它是一个由一维正弦光栅给定衍射级位置的表达式。 3.6 功率谱密度（PSD)函数 文powerspectraldensity(PSD)function 一个表面特征函数，它比例于表面的傅立叶变换系数的平方，并且可以看作是每单位空间频率的粗 1 GB/T29505—2013 糙度率。 3.7 分辨能力的瑞利判据Rayleigh criterion of resolvingpower 利用一个图形的最大与另一个图形的最小送加来辨别一对衍射图形的条件。当一个透镜没有像差 时，点状物体的像呈现衍射图形。当一个图形原理上的最大与另外一个图形的第一个最小相遇时，把这 个像描述为被分解了。当从仪器的物镜观察点状物间的距离可分辨时，这个判据是适用的，对于圆形透 镜为： 0. 61入 NA 其中NA是物镜的数值孔径（阑），入是照射光波长。 3.8 空间频带宽度 spatial bandwidth 给定仪器运行的波长范围。 3.9 空间频率spatial frequency 空间波长（入spatial）的倒数。 3.10 空间波长 spatial wavelength 在一个纯正弦轮廓的相邻两峰间的间隔。 3. 11 传递函数transferfunction 应，每一个测量仪器对应于一个完美的响应，尤其是在低空间频率极限（截断长度）（traversinglength） 和高空间频率极限处应具有相同的偏离。可以利用能量谱来检查高空间频率响应附近的这个极限。 3.12 截断长度 traversinglength 沿一给定方向取样的最大距离。最大可测量的空间波长小于截断长度。 3.13 波长定标 wavelength scaling 如果在某一波长可以使用的散射测量能够预测另一波长的散射测量，表明一个表面给予了波长定 标(标度)。 SAG 3.14 波纹waviness 与粗糙度比较，表面结构是那种彼此更宽间距的组织构成。 4方法提要 4.1本标准包含对局部和整个面的表面特征的标准化扫描图形，然后以一组缩写代码形式描述粗糙度 及测量条件。 4.2硅片的表面粗糙度测量通常涉及三种类型的粗糙度测量仪器，这些类型包括但不局限于： 轮廓仪：AFM和其他扫描探针显微镜；光学轮廓仪；高分辨机械探针系统。 一干涉仪：干涉显微镜。 一散射仪：全积分散射仪（TIS），角分辨光散射仪（ARIS），扫描表面检查系统（SSIS）。 2