用X射线晶片分析器同时测定硅片上薄膜的厚度及组成

• 作者: 小林宽 河野久征
• 来源期刊: 分析测试仪器通讯
• 学科: 工学
• 关键词: 掺硼磷硅玻璃(BPSG) 钨硅化物 X射线荧光光谱法(XRF) 基本参数(FP)法 晶体分析器 半导体
• 年，卷（期）: fxcsyqtx_1995,（2）
• 页码范围: 79-92
• 页数: 14页
• 分类号: TH83

摘要

晶片专用X射线荧光分析装置在半导体工业中被用于多种工程的评价。在半导体分析中XRF法的显著特征是能分析各种薄膜（氧化膜、硅化物膜、金属膜等）;能同时分析晶片上同一部位的膜厚及组成;XRF法是非破坏分析,因受化学键的影响不大,同一个试样可以反复使用。 厚度在400nm以上的掺硼磷硅玻璃（BPSG）膜的分析结果已做报道。近年,随着对半导体器件的高度集成化、高性能化（64 Mbit以上）要求的提高,希望能更准确地分析。作为有代表性的氧化膜——BPSG膜,为改善其在工程中的热处理特性,B₂O₃、P₂O₅的浓度控制是不可缺少的。为了满足这些要求,必须分析更薄的薄膜（300nm以下）,在薄膜分析中的关键问题是B Kα背底的变动。 B分析的新光学系统改善了声噪比（S/N）,使250nm以上的BPSG膜的分析成为可能。为了提高晶片分析器的性能,在装置上做了一些改良:真空度的稳定化;减轻污染的特制真空泵;分光室部分的恒温化。新的晶体分析器无论在短期或长期的测定,对10％B₂O₃的测定能做到1％的相对精度。 对在硅晶片上的钨硅化物的分析,不能使用W Lα及Si Kα两种谱线,而应使用W的两种谱线（浓度分析用W-N线,膜厚分析对用W-Lα线）。 膜厚测定的相对精度在0.2％以下,对于Si/W=2.5,摩尔比精度约0.015％（相对精度约为0.56％）。