TXRF和SURFACESIMS.XP：表面污染测量的整体解决方案

应用笔记

讨论

超洁净表面对于成功加工至关重要半导体器件。设备故障通常可归因于表面污染物如过渡金属和碱金属原子。为了控制污染物，有必要对其进行识别和量化。利用两者 TXRF 和 SURFACESIMS。 XP为半导体表面上的表面污染测量提供了最佳的整体解决方案。

TXRF的特点

调查技术; 检测从S到U的元素。
在洁净室环境中进行无损自动分析。
整个晶圆100 – 300毫米。可以安装小至50毫米的晶圆进行分析。
在临界角以下的掠射角下的大分析区域（10 mm直径）。
检测限在10之间⁹ ¹⁰ 原子/ cm² 对于大多数金属。
长期精度：RSD <20％。
ASTM方法（F1526-95）
适用的基材：Si，SiO₂，SiC，GaAs，蓝宝石等

作为一种测量技术，TXRF以低成本提供高灵敏度的多元素表面污染测量。

图1 Si晶片上的金属杂质的TXRF光谱

SURFACESIMS.XP的特点

元素特异性检测所有元素和同位素，特别是轻元素（HS），其中TXRF检测效率低。
ASTM方法（F1617-98）用于硅和外延衬底上的Al，Na，K和Fe污染。
测量近表面深度分布，提供污染的表面和深度检测。
小分析区域（最小50×50 µm²）–对于设备应用以及在空气中的微粒之间进行导航非常有用
检测限在10之间⁸ ⁹ 原子/ cm² 对于大多数金属。
长期精度：~10％RSD。
适用的基材：Si，SiO₂，SiC

SURFACESIMS.XP提供（1）表面污染物的面密度和关于污染物近表面深度分布的（2）信息。这代表了相对于TXRF，VPD-AAS和VPD-的重要优势ICPMS.

图2 SURFACESIMS.XP Si中铝的深度剖面

* TXRF无法检测到这些元素，或者无法在实际水平上测量这些元素。在某些情况下，光谱干扰会阻止低水平检测。

参考文献：

G. Gillen，R.Leaueau，J.Bennett和F.Stevie编辑的二次离子质谱法（SIMS XI）中的SURFACESIMS和TXRF测量硅表面金属污染的相关性（SP Smith，J.Metz和PK Chu）。
（John Wiley＆Sons，Chichester，1998），第233-236页。