ICS 77.040 H 17 中华人民共和国国家标准 GB/T34504—2017 蓝宝石抛光衬底片表面 残留金属元素测量方法 Measurement method for surface metal contamination on sapphire polished substrate wafer 2018-05-01实施 2017-10-14 发布 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/T 34504—2017 前言 本标准按照GB/T1.1—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）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。 本标准起草单位：天通控股股份有限公司。 本标准主要起草人：康森、宋岩岩、邵峰、沈瞿欢、於震杰。 GB/T34504—2017 蓝宝石抛光衬底片表面 残留金属元素测量方法 1范围 本标准规定了蓝宝石抛光衬底片表面深度为5nm以内的残留金属元素的全反射X光荧光光谱测 试方法。 本标准适用于蓝宝石抛光衬底片表面残留的、在元素周期表中11（Na）～92（U）号（除去铝和氧）， 且面密度在10°atoms/cm~1o15atoms/cm²范围内元素的定量测量。其他用途蓝宝石抛光片表面残 留金属元素的测量可参照本标准执行。 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/T89792008纯氮、高纯氮和超纯氮 GB/T14264半导体材料术语 GB50073—2013洁净厂房设计规范 3术语、定义和缩略语 GB/T14264界定的以及下列术语、定义和缩略语适用于本文件。 3.1术语和定义 3.1.1 掠射角glancingangle 全反射X光荧光光谱（TXRF）测试方法中X射线的人射角度 3.1.2 角扫描anglescan 作为掠射角函数，对发射的荧光信号的测量。 3.1.3 critical angle 临界角 能产生全反射的最大角度，当掠射角小于这一角度时，被测表面发生对人射X射线的全反射。 3.2缩略语 TXRF全反射X光荧光光谱（totalreflectionX-rayfluorescence) 4方法原理 4.1TXRF的激发是以入射角小于0.1的原级X射线掠射激发样品台上的样品。入射的X射线通过 样品表面发生全反射，由此激发出来的X射线荧光通过Si（Li)探测器进行探测，再通过光谱仪进行定 量分析。X射线的损耗波穿过样品表层呈指数递减，衰减强度与样品的表面粗糙度、总电子密度有关， 1 GB/T 34504—2017 本方法对蓝宝石抛光衬底片表面的探测深度取决于衰减强度，其指数衰减长度约为5nm。 4.2本方法的原理如图1所示。由X射线管产生的X射线，经单色仪转化为X单色光射向样品，入射 的X射线束中掠射角小于全反射临界角的射线发生全反射，Si（Li)探测器垂直位于样品反射体的上方， 可记录由样品发射出来的特征X射线。探测器的探头与样品反射体之间距离仅2mm～5mm，可保证 探测器有较大的立体角接收样品产生的特征X射线，同时又能阻止反射体边缘的多重散射光子进入探 测器。探测器接收光子后将光信号转为电脉冲信号，最后经过数据处理系统对残留金属元素进行分析。 去除逃逸峰信号。 单色仪 计算机 脉冲处理 扫描数 据系统 X射线发生器 探测器位丁样品上方2 mm~ 5mm 射线射 入口 探测器 样品的镜面抛光面 旋转靶材 （梓品台） 掠射角 0. 05°~0. 1° 图1TXRF方法原理示意图 4.3用标定标准样品的方法获得这一标准样品上含量高于10llatoms/cm²的特定元素面密度，荧光峰 值下的积分计数率与标定的特定元素面密度呈线性关系。标准样品在测量区域内至少有一个已知元素 的面密度，TXRF设备对这一标准样品进行分析，提供相应已知元素面密度的荧光积分计数率，然后在 相同的设备测试条件下测量一个或多个样品，使用与每个已知的且经过标定的元素面密度计数率相关 的相对灵敏度因子（以下简称RSF），可确定被测样品中元素的荧光积分计数率。RSF包含在设备软件 中，是X射线能量源产生荧光元素的原子序数以及荧光能量水平的函数，因此，如果X射线能量源改 变，RSF应使用不同的设置。本方法的精密度确定取决于正确的定标标准。 5样品 5.1标准样品的数据系统应与附录A中A.2的程序一致，或利用统计基础工具进行设备重复性研究 得到，以确认设备在每次测试时的精度是否达到要求。 5.2测试样品用于测量的分析面应平整、洁净，表面粗糙度Ra应不大于3nm（测试视域为5μm× 5 μm)。 6干扰因素 6.1X射线荧光光谱学中已知的干扰因素同样适用于本方法，主要包括以下内容：荧光线的重叠，逃逸 2