不純物分析
- SIMS (二次イオン質量分析)
- GDMS (グロー放電質量分析)
- ICP-OES (高周波誘導結合プラズマ発光分析)
- LA-ICP/MS (レーザー照射型 誘導結合プラズマ質量分析)
- IGA (ガス成分分析)
- TOF-SIMS (飛行時間型二次イオン質量分析)
- TXRF (全反射蛍光X線分析)
- LEXES (低エネルギーX線分析)
- SRP (広がり抵抗測定)
- GCMS (ガスクロマトグラフ質量分析)
組成分析
形態観察 / 構造解析
ORS社分析サービス
LEXES (低エネルギーX線分析)
LEXESとは？
低エネルギーの電子線の照射により、試料表面から放出される特性Ｘ線を検出する手法。
数nmから数百nmの深さ情報を得ることができる。
薄膜組成、浅い注入ドーズ量評価に最適 な手法
特性Ｘ線の強度はイオン注入ドーズ量、膜厚に比例
LEXES（ Shallow Probe 300 ）の特徴
高精度な分析手法ですので、面内均一性の評価や試料間比較に最適です。
O,C,Nなどの軽元素も定量できます。
- 高精度測定手法（データの再現性：1-2%程度 ）
- BeからUまで分析可能（元素毎の個別測定）
- 非破壊測定
- nm領域からサブμm領域の分析深さ
- 試料サイズは小さな試料から300mmウエハサイズまで対応（分析領域は10～100μｍ程度）
- 検出感度は1e13～１e14atoms/cm2（元素依存性あり ）
主な応用例
- 浅いイオン注入のドーズ量評価
- プラズマドーピングのドーズ量評価
- ゲート絶縁膜（SiON,HfO2,HfSiON等のhigh-k膜など）の組成評価
- ALD膜の組成評価
- SiGe膜の組成評価
- 酸化物薄膜、金属薄膜の組成評価
- エピ膜の組成評価（AlGaNなど）
- バリア膜の組成評価（TiN（Ｃｌ）,TaNなど）
LEXES分析の精度はどのくらい？（繰り返し測定精度の確認）
■ 目的
- LEXES装置の繰り返し測定精度の調査
- 生データのばらつきの調査
■ 試料
- 300mm ウエハAsイオン注入試料（ 2keV, 1.00E+15 at/cm2）
■ 測定
- ウエハ内２５ポイント測定。（各ポイントは５回の繰り返し測定を実施）
- 3ヶ月間の40測定を実施。約１０回については３から４測定毎に試料の出し入れを行う。
【１つの定量換算係数を全データに用いた場合（生データのバラツキ】
【各測定日毎に定量換算係数を使用した場合】
LEXES分析の測定精度
■ As Implanted into 300mm Si Wafer
１％以下の精度で分析可能！！
| 2keV As Implanted SPC Wafer | Average | RDS |
|---|---|---|
| １つの定量換算係数を用いた場合 | 8.77e14 | 1.33% |
| 各測定日毎に定量換算係数を用いた場合 | 8.83e14 | 0.64% |
■ 300mmウエハの面内注入ドーズ分布の評価
■ イオン注入機の微小ドーズ量変化（５％）の検出
イオン注入機のドーズ量を５％ずつ変化させた試料のＬＥＸＥＳと注入ドーズ量の関係。各測定ポイントの測定バラツキ（σ）は０．５％以下であり、ＬＥＸＥＳでは５％のドーズ量の変化を容易に検出できることがわかる。
SiGeエピウエハのＧｅ組成分布
■ 9ポイントのライン分析（各ポイント4回再現性測定）
■ 200mmウエハの9ポイントライン分析
極薄SiON膜におけるO, Nの評価
プロセス温度の異なる７種類のＳｉＯＮ膜試料のＯ，Ｎ量測定結果。１試料当たり１０ポイント測定を行った。
温度変化に伴うＯ，Ｎ量の変化を明瞭に検出することができる。
ＡｌＧａＮエピ膜のＡｌ組成分析
ＬＥＸＥＳとＰＬ（フォトルミネッセンス測定）の比較
膜厚５nmの Al2O3膜（ＡＬＤ法）の組成・膜厚分布
膜厚５nmの Al2O3膜（ＡＬＤ法）中カーボンの濃度分布
W 膜の膜厚分布(atoms/cm2）
ウエハエッジ近傍におけるＷ膜厚分布の試料間比較
Cu/Ta/TaN/SiO2構造試料の膜厚分布 (Cu膜厚)
Cu/Ta/TaN/SiO2構造試料の膜厚分布 (TaN膜厚)
