晶圆表面金属沾污检测技术

Part 01 晶圆表面金属沾污检测简介

晶圆为什么要做表面金属沾污检测？

生产过程中引入元件间的痕量杂质元素可能使芯片的合格率降低；

特定的污染问题可导致半导体器件不同的缺陷；

例如：碱金属或碱土金属（Li、Na、K、Ca、Mg、Ba等）会导致元件击穿电压的降低；

过渡金属与重金属（Fe、Cr、Ni、Cu、Au、Mn、Pb等）污染可使元件降低使用寿命或使元件工作时暗电流增大。

Part 02 TXRF检测检测介绍

●TXRF名称是全反射荧光光谱检测仪

●TXRF测试根据GB/T 24578-2015标准

●TXRF测试原理：当X射线发生全发射时，入射X射线和出射X射线的强度相等，消除了原级X射线在反射体上的相干和不相干散射现象，使散射本底降低了约3-4个数量级，从而大大提高了峰背比。TXRF就是利用X射线全反射原理，将样品在反射体兼样品架上涂成薄层（nm级）进行激发，达到降低散射本底，提高峰背比，以实现痕量元素分析的一种分析技术。

●本标准适用于硅单晶抛光片、外延片(以下称硅片)尤其适用于硅片清洗后自然氧化层或经化学方法生长的氧化层中沾污元素面密度的测定测定范围为109atoms/cm2~1015 atoms/cm2。本标准同样适用于其他半导体材料如砷化镓、碳化硅、SOI等镜面抛光晶片表面金属沾污的测定。

全反射X射线荧光光谱仪TREX 610T（Technos公司）

最大测试尺寸为8寸晶圆

测试样品不小于2寸

W 靶能够测试元素：（S,Cl,K,Ca,Ti,Cr,Ba,Fe,Ni,Cu,Zn,Pb,Sn）

Mo 靶能够测试元素：（Br,Au,Ga,As,Pb,Ta,W,Pt）

Part 03 VPD-ICPMS检测介绍

ICP-MS全称电感耦合等离子体质谱（Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry），可分析几乎地球上所有元素（Li-U）；

ICP-MS技术是80年代发展起来的新的分析测试技术。它以将ICP的高温（8000K）电离特性与四极杆质谱计的灵敏快速扫描的优点相结合而形成一种新型的最强有力的元素分析、同位素分析和形态分析技术。

该技术提供了极低的检出限、极宽的动态线性范围、谱线简单、干扰少、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。

ICPMS使用型号为安捷伦7700

最大测试尺寸为12寸晶圆

测试样品一般不小于2寸

ICPMS测试元素组说明

●VPD：Vapor Phase Decomposition化学气象分解。

●测试过程（可实现全自动化）包括四个步骤：

1. 将硅片置于 VPD 室中，并暴露于 HF 蒸气中以溶解自然氧化物或热氧化的 SiO2表面层；

2. 将提取液滴（通常为 250 μL 的 2% HF/2% H2O2）置于晶圆上，然后以精心控制的方式倾斜，使得液滴在晶圆表面上“扫掠” ；

3. 随着提取液滴在晶圆表面上移动，它会收集溶解态 SiO2 与所有污染物金属；

4. 将提取液滴从晶圆表面上转移至 ICP-MS 或 ICP-MS/MS 系统中进行分析。

Part 04 目前米格相关检测业务介绍

1.包装要求

2.特殊要求

TXRF:

标准3个点，特殊要求可以增加到5个点

ICPMS：

样品亲水材质还是疏水材质？（亲水材质不能测试）

E9级别（价格增加）或E10级别（标准测试）

3.价格体系

TXRF：

8寸以下3个点市场报价4000

8寸以下5个点市场报价5000

可出CNAS报告

W靶和Mo靶元素不可同时检测

VPDICPMS：

6寸以下15个元素以下E10级别市场报价4000

8寸以下15个元素以下E10级别市场报价5000

12寸以下15个元素以下E10级别市场报价8000

不同元素组同时测量价格翻倍，E9级别单独核算