TXRF et SURFACESIMS.XP: la solution totale pour la mesure de la contamination de surface

NOTE D'APPLICATION

DISCUSSION

Les surfaces ultra-propres sont essentielles au succès du traitement des dispositifs à semi-conducteurs. Une panne de périphérique peut souvent être attribuée à contaminants de surface tels que les métaux de transition et les atomes alcalins. Afin de contrôler les contaminants, il est nécessaire de les identifier et de les quantifier. Utiliser les deux TXRF et SURFACESIMS. XP fournit la solution totale avec la meilleure valeur pour les mesures de contamination de surface sur des surfaces de semi-conducteurs.

CARACTÉRISTIQUES DE TXRF

Technique d'enquête; détection d'éléments de S à U.
Analyse automatisée non destructive en salle blanche.
Plaquettes entières de 100 à 300 mm. Des plaquettes plus petites jusqu'à 50 mm peuvent être montées pour analyse.
Grande zone d'analyse (diamètre 10 en mm) sous un angle inférieur à l'angle critique.
Limites de détection comprises entre 10⁹-10¹⁰ atomes / cm² pour la plupart des métaux.
Précision à long terme: <20% RSD.
Méthode ASTM (F1526-95)
Substrats applicables: Si, SiO₂, SiC, GaAs, Sapphire, autres

En tant que technique d’enquête, TXRF permet de mesurer à faible coût la contamination de surface par plusieurs éléments à haute sensibilité.

Figure 1 Spectre TXRF des impuretés métalliques sur la tranche de Si

CARACTÉRISTIQUES DE SURFACESIMS.XP

Détection spécifique à chaque élément de tous les éléments et isotopes, en particulier des éléments légers (HS) où TXRF a une faible efficacité de détection.
Méthodes ASTM (F1617-98) pour la contamination par Al, Na, K et Fe sur des substrats de silicium et épi.
Mesure des distributions de profondeur près de la surface, permettant la détection de la contamination à la fois en surface et en profondeur.
Petites zones d'analyse (minimum 50 × 50 µm²) - très utile pour les applications d'appareils et pour naviguer dans les mesures entre les particules en suspension dans l'air
Limites de détection comprises entre 10⁸-10⁹ atomes / cm² pour la plupart des métaux.
Précision à long terme: ~ 10% RSD.
Substrats applicables: Si, SiO₂, SiC

SURFACESIMS.XP fournit (1) la densité surfacique des contaminants de surface et (2) des informations sur la distribution des contaminants près de la surface. Ceci représente un avantage important par rapport à TXRF, VPD-AAS et VPD-ICPMS.

Figure 2 SURFACESIMS.XP profils de profondeur de l'aluminium en Si

* Ces éléments ne peuvent pas être détectés par TXRF ou ne peuvent pas être mesurés à des niveaux pratiques. Dans certains cas, les interférences spectrales empêchent la détection à des niveaux bas.

RÉFÉRENCES

Corrélation entre les mesures SURFACESIMS et TXRF de la contamination des métaux de surface sur le silicium, SP Smith, J.Metz et PK Chu, in Secondary Ion Mass Spectrometry (SIMS XI), édité par G. Gillen, R. Lareau, J. Bennett et F. Stevie .
(John Wiley & Sons, Chichester, 1998) pages 233-236.