為什么晶圓表面需要做金屬元素分析?
硅片加工過程中會帶來各種金屬雜質沾污,進而導致后道器件的失效,輕金屬(Na、Mg、Al、K、Ca等)會導致器件擊穿電壓降低,重金屬(Cr、Mn、Fe、Ni、Cu、Zn等)會導致器件壽命降低。因此,硅片作為器件的原材料,其表面金屬含量會直接影響器件的合格率。特定的污染問題可導致半導體器件不同的缺陷,通常這些金屬雜質是超微量的金屬離子存在。
如何測試這些超微量金屬離子?
目前我們為了能測試出晶圓表面這些超微量的金屬離子當前大家使用的比較常見的技術手段一般為:VPD(Vapor Phase decomposition)化學氣相分解)配合以下元素分析設備中的一種來實現:
1.TXRF(total reflection X-ray luorescence全反射X射線熒光光譜儀)
TXRF因為是X射線作為熒光的激發源,所以對于某些輕金屬元素像Na、Mg、Al等超微量存在的離子無法檢測出來,一般適用于重金屬。
2.TOF-SIMS(time of flight secondary ion mass spectrometry時間飛行二次離子質譜)
TOF-SIMS能進行全元素檢測,但是測試中標定定量太復雜。
3.ICPMS(inductively coupled plasma mass spectrometry電感耦合等離子體質譜)
ICP-MS幾乎可分析幾乎地球上所有元素(Li-U)該技術是80年代發展起來的新的分析測試技術。它以將ICP的高溫(8000K)電離特性與四極桿質譜計的靈敏快速掃描的優點相結合而形成一種新型的最強有力的元素分析、同位素分析和形態分析技術。該技術提供了極低的檢出限、極寬的動態線性范圍、譜線簡單、干擾少、分析精密度高、分析速度快以及可提供同位素信息等分析特性。
因此以上3種方法中ICP-MS成為最優的選擇。
VPD ICP-MS檢測過程
測試過程(可實現全自動化)包括四個步驟:
1. 將硅片置于 VPD 室中,并暴露于 HF 蒸氣中以溶解自然氧化物或熱氧化的 SiO2表面層
2. 將提取液滴(通常為 250 μL 的 2% HF/2% H2O2)置于晶圓上,然后以精心控制的方式傾斜,使得液滴在晶圓表面上“掃掠”
3. 隨著提取液滴在晶圓表面上移動,它會收集溶解態 SiO2 與所有污染物金屬
4. 將提取液滴從晶圓表面上轉移至 ICP-MS 或 ICP-MS/MS 系統中進行分析
除了以上操作過程中我們要避免在實驗室二次污染我們操作過程中對環境及樣品運輸都有一個嚴格的標準,關于正確的運輸包裝我們建議您:
VPD ICP-MS結果展示
樣品大?。?/strong>最大測試尺寸為12寸晶圓,測試樣品一般不小于2寸
測試級別:E9級別或E10級別(標準測試)