ICS77.040 CCSH21 中华人民共和国国家标准 GB/T43894.2—2026 半导体晶片近边缘几何形态评价 第2部分:边缘卷曲法(ROA) Practicefordeterminingsemiconductorwafernear-edgegeometry— Part2:Roll-offamount(ROA) 2026-01-28发布 2026-08-01实施 国家市场监督管理总局 国家标准化管理委员会发布前 言 本文件按照GB/T1.1—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。 本文件是GB/T43894《半导体晶片近边缘几何形态评价》的第2部分。GB/T43894已经发布了 以下部分: ———第1部分:高度径向二阶导数法(ZDD); ———第2部分:边缘卷曲法(ROA)。 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:山东有研半导体材料有限公司、西安奕斯伟材料科技股份有限公司、天津中环领 先材料技术有限公司、金瑞泓微电子(衢州)有限公司、浙江丽水中欣晶圆半导体科技有限公司、广东天 域半导体股份有限公司、深圳中科飞测科技股份有限公司、云南驰宏国际锗业有限公司。 本文件主要起草人:宁永铎、朱晓彤、于亚迪、王玥、张婉婉、张雪囡、刘云霞、徐国科、吕莹、徐新华、 丁雄杰、马砚忠、陆占清。 ⅠGB/T43894.2—2026引 言 随着硅片直径的增加和线宽的不断降低,对硅片几何参数的要求也在不断提高。硅片的近边缘区 域是影响硅片几何参数的重要因素,目前大直径硅片近边缘区域的厚度、平整度等形态的控制难度较 大,因此有效地评价和管控大直径硅片的近边缘几何形态,对于提高硅片整体质量和集成电路芯片的成 品率,促进技术代的升级有着重要的意义。该系列标准目前主要用于硅片及其他半导体材料晶片。 GB/T43894《半导体晶片近边缘几何形态评价》拟由四个部分构成。 ———第1部分:高度径向二阶导数法(ZDD)。目的在于使用径向二阶导数方法评价半导体晶片近 边缘几何形态。 ———第2部分:边缘卷曲法(ROA)。目的在于使用边缘卷曲方法评价半导体晶片近边缘几何 形态。 ———第3部分:扇形区域平整度法(ESFQR、ESFQD、ESBIR)。目的在于获得扇形区域平整度进而 评价近边缘几何形态。 ———第4部分:不完整区域局部平整度法(PSFQR、PSFQD、PSBIR)。目的在于获得不完整区域的 局部平整度进而评价近边缘几何形态。 该系列标准从不同的测试区域,用不同的计算方法得到了对晶片近边缘区域几何参数的量化评价, 有效地评价和管控了晶片的近边缘区域几何形态。本文件在制定过程中融入了多年来测试、校准经验, 对发展我国大直径、高质量半导体硅片,彻底摆脱在半导体材料和器件方面的落后状态,有着非常重要 的意义。 ⅡGB/T43894.2—2026半导体晶片近边缘几何形态评价 第2部分:边缘卷曲法(ROA) 1 范围 本文件描述了用边缘卷曲法(ROA)评价半导体晶片近边缘几何形态的方法。 本文件适用于直径300mm硅抛光片、硅外延片、绝缘体上硅(SOI片)及其他带有表面层的圆形晶 片,也适用于其他半导体材料圆形晶片近边缘几何形态的评价。 注:直径200mm硅片参考本文件。 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/T14264—2024 半导体材料术语 GB/T16596 确定晶片坐标系规范 GB/T25915.1—2021 洁净室及相关受控环境 第1部分:按粒子浓度划分空气洁净度等级 3 术语和定义 GB/T14264—2024界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 中心参考 center-referenced 以晶圆片中心为原点建立,用于测量、计算的坐标系统。 3.2 边缘参考 edge-referenced 以晶圆片外围的某一点为原点建立,用于测量、计算的坐标系统。 [来源:GB/T14264—2024,3.188] 3.3 边缘卷曲确定的基准线 referencelineofanedgeroll-offdetermination 对不包括卷曲在内的理想表面进行拟合后推算得到的直线或立体曲线。 [来源:GB/T14264—2024,3.189.9] 3.4 基准区域 referencesegment 用于拟合基准线的区域。 4 原理 沿不同角度、在半径方向获取高度数据阵列,根据基准区域内边缘卷曲数据拟合出基准线,逐一计 1GB/T43894.2—2026算实测数据与基准线上拟合值之间的偏差,从而定量评价半导体晶片的近边缘形态。 5 干扰因素 5.1 测试设备的定位精度会影响测量点的位置,影响测试结果。 5.2 用于计算高度数据阵列中的数据不足、空间分辨率不够、定位错误、噪声等,对测试结果有影响。 5.3 测量点的位置、边缘卷曲确定的基准线类型和测试面不同会影响ROA的计算结果。 5.4 晶片实际直径与公称直径的偏差可能导致测量点和基准区域的位置变化,影响ROA的计算结果。 5.5 晶片表面高度数据阵列随着测量点位置变化而快速变化,因此不同参考坐标系会影响ROA计算 结果。 5.6 当晶片的定位缺口、晶片的激光刻字标识、晶片的夹持夹具出现在高度数据阵列的获取区域,或合 格质量区域(FQA)的设置不同时,都会造成数据阵列的采集偏差。 注:边缘参考坐标系不适用于缺口区域的测试。 5.7 晶片表面洁净度可能会对扫描结果产生噪声干扰,对ROA计算结果有影响。 6 试验条件 测试应在下列环境中进行。 a) 温度:23℃±3℃。 b) 相对湿度:(40±10)%。 c) 空气洁净度:不低于GB/T25915.1—2021中规定的ISO5级。 7 样品 样品应洁净、无崩边。 8 仪器设备 8.1 几何参数测试系统满足以下条件。 a) 可获得晶片高度数据阵列,高度的分辨率不大于10nm。 b) 可执行校准和边缘去除,能够识别并剔除无效数据。 c) 空间分辨率应适于高度数据阵列间距并经测试各方同意。对于直径300mm硅晶片,高度数 据阵列的间距不大于0.2mm。 d) 根据获得的高度数据阵列进行ROA测试,且提供包括统计参数在内的结果。 e) 测试设备获取的高度数据阵列应覆盖整个晶片表面。 8.2 数据处理系统可按照本文件计算并提供包括统计数据在内的结果输出。 9 试验步骤 9.1 选择“边缘参考坐标系”或者“中心参考坐标系”。 9.2 选择测试点位置。对于有定位缺口的晶片,测试位置从图1a)所示的8个角度中选取,分别为0°、 45°、90°、135°、180°、225°、275°、315°;对于没有定位缺口的晶片,测试位置从图1b)所示的8个角度选 取,分别为0°、45°、90°、135°、180°、225°、270°、315°。坐标系的建立按GB/T16596的规定进行。 2GB/T43894.2—2026a) 有定位缺口的晶片的推荐测试位置 b) 无定位缺口的晶片的推荐测试位置 图1 晶片正表面测试位置 9.3 选择边缘卷曲确定的基准线类型,线性基准线(L-ROA)或立体基准曲线(P-ROA)。 9.4 如图2所示,若采用边缘参考坐标系,测量点到边缘的距离分别设置为x0、x1、x2(x2>x1)。基准 区域的选择见附录A。推荐L-ROA基准区域在x1=3mm到x2=6mm之间,P-ROA基准区域在 x1=5mm到x2=20mm之间;若采用中心参考坐标系,测量点到中心的距离分别设置为r0,r1和 r2(r1>r2)。推荐L-ROA基准区域在r1=(R-3)mm到r2=(R-6)mm之间,P-ROA基准区域在 r1=(R-5)mm到r2=(R-20)mm之间,其中R为晶片的标称半径。 标引说明: 1———x1(边缘参考,L-ROA基准区域x1=3mm,P-ROA基准区域x1=5mm); 2———x2(边缘参考,L-ROA基准区域x1=6mm,P-ROA基准区域x1=20mm); 3———r1[中心参考,L-ROA基准区域r1=(R-3)mm,P-ROA基准区域r1=(R-5)mm]; 4———r2[中心参考,L-ROA基准区域r2=(R-6)mm,P-ROA基准区域r2=(R-20)mm]; 5———晶片中心; 6———边缘去除(EE); 7———ROA; 8———基准区域; x———测量点到边缘的距离(mm); R———测量点到中心的距离(mm)。 图2 300mm硅片基准区域示意图 3GB/T43894.2—20269.5 设置边缘卷曲测量点,边缘去除宜为1mm,中心参考测量点x0=1mm,边缘参考测量点r0= (R-1)mm,或由供需双方协商确定。 9.6 在测量点位置沿着径向方向获取正、背表面的高度数据阵列。 10 试验数据处理 10.1 根据实测高度阵列数据和被测轮廓设置基准线类型,线性基准线(L-ROA)或立体曲线基准 (P-ROA)。 10.2 根据实测高度数据阵列和基准线上拟合值之间的偏差计算ROA数值(见图3)。 10.3 计算每个测试角度的ROA。计算每片晶片正表面、背表面的统计数据,包括最大值、平均值及标 准差。 a