ICS 77.040 CCS H 21 中华人民共和国国家标准 GB/T 42789—2023 硅片表面光泽度的测试方法 Test method for gloss of silicon wafer 2024-03-01实施 2023-08-06发布 国家市场监督管理总局 发布 国家标准化管理委员会 GB/T42789—2023 前言 本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定 起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由全国半导体设备和材料标准化技术委员会（SAC/TC203）与全国半导体设备和材料标准 化技术委员会材料分技术委员会（SAC/TC203/SC2）共同提出并归口。 本文件起草单位：浙江金瑞泓科技股份有限公司、浙江海纳半导体股份有限公司、有色金属技术经 济研究院有限责任公司、天津中环领先材料技术有限公司、山东有研半导体材料有限公司、上海合晶硅 材料股份有限公司、麦斯克电子材料股份有限公司、广东金湾高景太阳能科技有限公司、浙江旭盛电子 有限公司、巢湖学院、金瑞泓科技（衢州）有限公司。 本文件主要起草人：梁兴勃、李琴、张海英、林松青、潘金平、李素青、张雪因、由佰玲、边永智、庄智慧、 沈辉辉、焦二强、韩云霄、徐志群、付明全、詹玉峰、王可胜。 GB/T 42789—2023 硅片表面光泽度的测试方法 1范围 本文件描述了采用光反射法以20°60°或85°几何条件测试硅片表面光泽度的方法。 本文件适用于硅腐蚀片，抛光片、外延片表面光泽度的测试，不适用于表面有图形的硅片的测试。 2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文 件，仅该日期对应的版本适用于本文件；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/T97541 GB/T14264半导体材料术语 JG696一2015镜向光泽度计和光泽度板 3 术语和定义 GB/T9754和GB/T14264界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 光泽度gloss 对于规定的光源和接收角，从物体镜向方向反射的光通量与从折射率为1.567的黑玻璃镜向方向 反射的光通量之比。 注1：为了确定镜向光泽的标度，对于20°、60°和85几何角度折射率为1.567的抛光黑玻璃，规定其光泽度值 为100。 注2：对双面硅抛光片背面光泽度的评价是以抛光片正面光泽度为基准计算的。 4方法原理 在规定入射角和规定光束的条件下，入射光经过透镜照射到样品表面，得到镜向反射角方向的光 束，此时，反射光强度由样品材料表面性质决定，接收器收集样品反射光，与标准表面反射光强度对比 计算，最终得到样品的表面光泽度。光泽度测试光路示意图见图1。 1 GB/T42789—2023 标引序号说明： G 光源； L1,L2 透镜； B 接收器视场光阑； P 被测样品； 人射角； 02 反射角； B 接收器孔径角； os 光源像孔径角。 图1光泽度测试光路示意图 5干扰因素 5.1 测试时漏光，测试角度选择错误，影响接收的光通量，从而影响测试的准确性。 5.2标准板沾污、光源不稳定影响标准值从而影响测试准确性。 5.3样品测试区域的气孔、较多的颗粒、表面沾污覆盖、化学腐蚀产生的雾、硅片不平整会影响光反射 效果，其测试结果不能代表正常区域的光泽度。 5.4环境湿度太大，会影响光反射效果，从而影响测试准确性。 5.5硅片化学腐蚀方式和晶向影响光泽度数值。 5.6对于(111)晶向的碱腐蚀硅片，由于晶胞方向影响，测试方向不同会得到不同的光泽度数值。 5.760°几何条件适用于测试所有光泽度的硅片，但由于分辨率的影响，20°或85几何条件更适用于高 光泽度或低光泽度的硅片。 6 试验条件 除另有规定外，应在下列条件下进行测试： a）环境温度为（22士5)℃； b）环境相对湿度不大于80%。 7 仪器设备 7.1光源：应符合JJG696—2015规定的D65照明体或A光源。 7.2人射透镜：应使人射的光束按一定方式照射到样品表面。 7.3# 接收器：接收器光谱响应应符合JJG696一2015中视觉函数V（入）的要求。 7.4 显示仪表：显示读数应清晰、准确，偏差不大于满量程的1%。 2 GB/T42789—2023 7.5标准板：应均匀、稳定，工作表面不应有影响光泽度测试的缺陷，并应定期校准。 8样品 8.1样品表面应平整、光滑、干燥、无污染，测试区域无气孔、机械划伤等外观缺陷。 8.2 样品大小应完全覆盖测试口。 仪器校准 9.1 自动校准：对于带自动校准功能的光泽度计，开机后即自动校准。 9.2手动校准仪器按以下流程进行： a) 根据测试需求选定测试角度； b) 将归零测试板放在测试位置，进行空白校准； 将标准板放在测试位置，进行标准校正，测试数值与标准板值差异不大于士0.5%。 9.3 仪器校准合格后方可使用。 10 试验步骤 10.1光泽度计测试口应紧贴样品表面且完全覆盖测试区域。 10.2选择一定的人射角度测试。对于直径不大于150mm的硅片样品，采用5点法测试，如图2a）所 示，即硅片中心1点、硅片边缘4点。对于直径大于150mm的硅片样品，采用9点法测试，如图2b）所 示，即硅片中心1点、半径R/2处各4点、硅片边缘各4点。测试边缘位置时测试中心距硅片边缘约 2cm，边缘位置按参考面位置、顺时针90°180°270°依次测试。若对测试有其他要求，可供需双方协商 确定。 3 4 +2 1 a）直径不大于150mm的硅片 b）直径大于150mm的硅片 图2硅片表面光泽度测试点示意图 10.3 每组样品测试时应保持相同的几何角度。 试验数据处理 11.1 样品表面光泽度Gs(O)按公式(1)进行计算。 Gs(0) .(1) dos 式中： Gs(0) 样品表面光泽度，单位为光泽单位（GU)； 3 GB/T42789—2023 ds 相对于设定入射角?的样品表面反射光通量，单位为流明（1m）； Φos 相对于设定入射角0的标准板表面反射光通量，单位为流明（1m）； Gos() 所采用的标准板表面光泽度，单位为光泽单位（GU）。 11.2 不同折射率和人射角的抛光黑玻璃的光泽度值见表1。 表1抛光黑玻璃的光泽度值 光泽度G(s（0） GU 折射率(n) 人射角（0) 20° 60° 85° 1.400 57.0 71.9 96.6 1.410 59.4 73.7 96.9 1.420 61.8 75.5 97.2 1,430 64.3 77,2 97.5 1.440 66.7 79.0 97.6 1.450 69.2 80.7 98.0 1.460 71.8 82.4 98.2 1.470 74.3 84.1 98.4 1.480 76.9 85.8 98.6 1.490 79.5 87.5 98.8 1.500 82.0 89.1 99.0 1.510 84.7 90.8 99.2 1.520 87.3 92.4 99.3 1.530 90.0 94.1 9'66 1.540 92.7 95.7 99.6 1.550 95.4 97.3 99.8 1.560 98.1 98.9 6°66 1.567 100.0 100.0 100.0 1.570 100.8 100.5 100.0 1.580 103.6 102.1 100.2 1.590 106.3 103.6 100.3 1.600 109.1 105.2 100.4 1.610 111.9 106.7 100.5 1.620 114.3 108.4 100.6 1.630 117.5 109.8 100.7 1.640 120.4 111.3 100.8 1.650 123.2 112.8 100.9 4 GB/T 42789—2023 表 1 抛光黑玻璃的光泽度值（续） 光泽度Gos（0） GU 折射率(n) 人射角（0) 20° 60° 85° 1.660 126.1 114.3 100.9 1.670 129.0 115.8 101.0 1.680 131.8 117.3 101,1 1.690 134,7 118.8 101,2 1.700 137.6 120.3 101,2 1.710 140.5 121.7 101.3 1.720 142.4 123.2 101.3 1.730 146.4 124.6 101.4 1.740 149.3 126.1 101.4 1.750 152.2 127.5 101.5 1.760 155.2 128.9 101.5 1.770 158.1 130.4 101.6 1.780 161.1 131.8 101.6 1.790 164.0 133.2 101.6 1.800 167.0 134.6 101.7 12 精密度 选用12片样片，3片直径200mm<100）晶向碱腐蚀硅片，3片直径150mm<100）晶向酸腐蚀硅 片，1片直径200mm硅单晶抛光片，2片直径150mm<111>晶向碱腐蚀硅片，2片直径150mm<111） 晶向酸腐蚀硅片，1片直径150mm硅单晶抛光片。在7个实验室进行巡回测试，每片样片测试 10次，测试方向与参考面平行，每次测试重新取放片。 单个实验室光泽度测试的相对标准偏差不大于5%；多个实验室光泽度测试的相对标准偏差不大 于20%。 13 试验报告 试验报告应至少包括以下内容： a) 测试日期； b) 操作者； c) 测试设备