各種ウエハ表面の金属汚染の評価に適した手法이다

全反射蛍光X線分析の紹介

全反射 蛍 光 X 線 分析 (以下 TXRF) は, 様 々 な 半導体 ウ エ ハ 表面 の 微量 金属 汚染 の 評 価 に 用 い て い ま す. こ の 分析 手法 は 1971 年 に 米 田氏 と 堀 内 氏 に よ っ て 分析 原理 を 提 唱 さ れ ま し た. そ の 後、半導体業界のni-z 에 応える た め に分析装置の開発が行われ、1980년 後半에 TXRF分析装置が市販され、現在体えや

分析原理

TXRF分析は蛍光X線分析(以下XRF分析)を発展させた分析手法で、X線を用いて表面汚染の評価を行います。があります。一般にXRF分析では、X線を分析試料に照射すると、分析試料の表面から深の表面から深度までの元素を

一方、TXRF分析では、X線をウエハに対して低角(例えばSiweeハでは0.187°以下)で入射し、入射X線を全反射させせせWEハ表面の汚染元素から発生した蛍光X선を測定して汚染評価を行いmas。

ま た TXRF 分析 の 検 出 器 は ウ エ ハ に 由来 す る 強 い 蛍 光 · 散乱 及 び 照射 X 線 の 反射 に よ る 検 出 器 の 飽和 を 避 け る た め に, ウ エ ハ に 対 し て 鉛直 方向 に 設置 し て い ま す. ウ エ ハ 表面 は 滑 ら か で 平坦 な表面が好ましく、例えば8inchiSi基板の裏面側のように凹凸の大きな表面状態強度が

各種ウエハに対応

WEハ表面の微量金属汚染の評価では、気相分解を用いたICPMS分析(VPD-ICPMS分析)わ広く一般的属汚染の評価では、気相分解を用いたICPMS分析(VPD-ICPMS分析)も広く一般的使用広く一般的属汚染の評価では、気相分解を用いた分析は主にウエハ表面の汚染元素からの蛍光X線を測定しているため、様々ハに対応できるのが特長입니다。

全反射蛍光X線分析(TXRF)とは?

全反射蛍光X선(Total Reflection X-ray Fluorescence)은、X선を非常に低い角度で試料表面(WEハ表面)に入射すると、X線が試料表表面の金属汚染を分析する方法입니다.

全反射蛍光X線分析(TXRF)とは?

TXRF分析の特長と制約

특징
– 汚染元素の定性分析(서베이분析)が可能である
– 定量、高感度分析である
– 非破壊分析である
– 高速/自動分析である
– フルウエハ分析(300mm ウエハまで対応)が可能である
– 2次元맛핑分析が可能である
– Al, Na およびMgも測定可能になりました
– WEHANO 엣지부 も測定可能になりました 制約
– 深さ情報(데프스프로패일) は得られない
– 스폿트사이즈는 約φ10 mm로
– 高感度分析では研磨した表面が必要である
– 基板のmatricks元素から発生したすペクトルの影響で、検出下限は測定元素니て悪くなる場合がある

타겟트(X線源)の選択

分析事例1:웨하노맛핑分析

TXRF分析はmatping分析を行うことが可能이다

分析事例2 : 化合物半導体WEHA表面の分析

TXRF分析は様々な基板を分析することが可能이다

分析事例3:이온注入前後のウエハ表面汚染の比較

TXRF 결과(1e10 atom/cm2 단위)

 SCLKCaTiCrMnFeNCuZn
제어 웨이퍼
센터
125 11 ±118 9 ±<10<10<1.1<0.6<0.50.4 0.2 ±<0.3<0.3<0.4
임플란트 웨이퍼
센터
270 19 ±390 20 ±<10<10<0.91.5 0.3 ±<0.46 0.5 ±<0.3<0.50.7 0.2 ±

12인치웨하사이즈까지 測定으로 마스.맛핑도 可能입니다

表面金属汚染分析で使用する単位について

表面 金属 汚染 分析 で は, あ ま り 馴 染 み の な い 単 位 を 使用 し て い ま す. 一般 的 に ​​SIMS 分析 な ど で 使用 す る 単 位 は 원자 / cm3 (体積 密度) で す が, 表面 金属 汚染 分析 で は 원자 / cm2 (面積 密度)を 用 い て い ま す. こ の 単 位 を 解 り や す く 言 う と 「単 位 面積 あ た り に ど れ だ け の 汚染 原子 が ウ エ ハ 表面 に 存在 し て い る か (付 着 し て い る か)」と 解 釈 す る と 理解 し や す い と 思 い ま す.

金属汚染(atoms/cm2)を金属の球体に変換するとどのくらいの大きさ?

ウエハ表面の金属汚染量は面積密度で表記されていますので、どの程度の金属汚染量なのかイメージしづらいと思います。ここで客観的に理解するために、金属汚染量(atoms/cm2)を金属の球体に変換したときの球体の大きさについて考えてみたいと思います。例としてウエハ表面に銅汚染が1E10 (atoms/cm2)存在した場合について考えたいと思います。この汚染量を銅の球体に変換には、アボガドロ数などを用いて変換することができます。計算すると、球体の半径は0.3um程度と求まります。サブミクロンの小さな金属のパーティクルが一つ存在しただけであってもE10台(atoms/cm2)の汚染になることが分かります。

TXRF分析のmatping分析について

デ バ イ ス は 様 々 な プ ロ セ ス を 経 て 作 製 さ れ ま す. プ ロ セ ス か ら の 汚染 の 形状 や 発 生 場所 は プ ロ セ ス ご と に 異 な り ま す. そ の た め, 金属 汚染 が ど の 場所 で 発 生 し て い る か を 把握 す る こ と は プ ロ セ ス の 改善 の た め に非常 に 重要 で す. 例 え ば, 酸化 炉 や 拡 散 炉 で は, ウ エ ハ と 石英 ボ ー ド が 接触 し て い る 部分 に 金属 汚染 が 発 生 す る 場合 が あ り ま す. ま た ウ エ ハ の 搬 送 時 に は 搬 送 用 ベ ル ト か ら の 汚染 が 付 着 す る 場合 もあります。
TXRF分析はウエハ面内のマッピng分析が可能で、PROセスからの汚染の有無を判定することが出来る特長があります。

TXRF分析の情報深さと汚染形態の影響について

TXRF의 情報深さ는 ど의 くらい?
TXRF分析の1次X線의 入射角度은 半導体WEHA 表面で全反射が起こる角度で照射します。
これ에 より、半導体ウエハ表面に存在する汚染元素を選択に的励起して、汚染量を調査していmas。
巨視的에 見ると、1次X선은 半導体WEHANO 内部에 侵入しないので、表面에 存在する汚染のみからの
情報を検出していると捉えることが出来mas。

滑らかな試料表面の場合、表面から数nmまでの情報を取得していmas。
一方、微視的에実際の半導体WEハの表面を見ると、様々形状の汚染が付着していmas。
またウエハの表面状態が滑らかな表面ではない場合もあります。厳密に考えると、汚染から発生する蛍光や形は汚

汚染形態によって得られるデータはどのように変わるか?
파티크루汚染、薄い残渣及び膜状에汚染が付着している場合の得られる結果について考えてみたいと
PARTICRULE汚染や残渣が付着している場合、1次X線が全反射する角度度の領域では、汚染物から発生する蛍光X線
膜状 に 汚染 が 付 着 し て い る 場合 は, 汚染物 か ら 発 生 す る 蛍 光 X 線 強度 は 入射角 度 が 高 角度 に な る に つ れ て 増 加 し ま す. (情報 深 さ が 深 く な る の で, 励 起 し て い る 汚染 元素 が増えるため、蛍光X線強度が増加し마스)
汚染が厚い残渣や埋め込まれた汚染を分析した場合は、不特定の要因により分析結果の定量値はくなります。

TXRF分析で仮定している汚染形態
通常のTXRF分析では、測定対象の汚染は薄く均一に分布した状態で試料表面に存在していると仮定して測定を行い

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