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ウエハ汚染評価事例

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NTT-AT社では長年に渡り、全反射蛍光X線分析TXRFの手法を用い、さまざまな汚染評価を実施してきました。ここでは、分析事例の一部をご紹介します。


事例1. ウエハハンドリングツールからの転写汚染評価

ウエハ用のハンドリングツールは、ウエハとの接触部が清浄であることが重要です。
ツールの接触部が汚染されているとウエハに汚染が転写されてしまい、半導体製造の歩留まりや製品性能の低下を引き起こす一因となってしまいます。
ここでは、購入した真空ピンセットの先端チップから転写される汚染について評価した事例を紹介します。

汚染評価方法

購入した真空ピンセットについて、先端チップの清浄度を評価するため、購入直後の状態とIPAによる化学洗浄(※)を施した状態でウエハ表面に接触させ、Sweeping-TXRFを用いて汚染分布と汚染量を評価しました。

※洗浄はメーカー推奨の方法で行っています。
 

購入直後を左側、洗浄後を右側に接触させた
購入直後          洗浄後 

図1-1.汚染位置概略図
※ 図中の黒い部分は測定点を示します

ウエハ 8インチSiウエハ
測定方法 Sweeping-TXRF
評価方法 真空ピンセットの先端チップをウエハ表面に接触させた後、Sweeping-TXRFで汚染状況を評価
接触方法 ①ウエハの左側に購入してそのままの先端チップ(赤枠)を吸引状態で10秒間接触
②ウエハの右側に洗浄後の先端チップ(緑枠)を吸引状態で10秒間接触

分析結果


分析結果(Ti)。購入直後の方に汚染分布がみられる。洗浄後にはみられない。
購入直後      洗浄後  
分析結果(Fe)。購入直後の方に汚染分布がみられる。洗浄後にはみられない。
購入直後      洗浄後
分析結果(Ni)。購入直後の方に汚染分布がみられる。洗浄後にはみられない。
購入直後      洗浄後  
分析結果(Zn)。購入直後の方に汚染分布がみられる。洗浄後にはみられない。
 購入直後      洗浄後  

図1-2.汚染ウエハのSweeping-TXRF測定結果

 

測定の結果、洗浄の実施により先端チップからの汚染転写量が大幅に減少していることが確認できました。

このように、Sweeping-TXRFで分析することによって、ウエハハンドリングツールからの汚染状況を可視化し、清浄度を確認することができます。
 

事例2. 化合物半導体ウエハの表面汚染評価

GaN(窒化ガリウム)やInP(リン化インジウム)などの化合物半導体ウエハは、高性能な電子デバイスの製造において重要な役割を果たしています。
特に表面の清浄度はデバイス性能に直結するため、表面状態を分析評価し、汚染の有無を把握することが必要です。
ここでは、化合物半導体ウエハ表面を分析した事例を紹介します。

分析結果

GaNウエハ

グラフ
図2-1-1. GaNウエハの測定結果(汚染なし)
グラフ
図2-1-2. GaNウエハの測定結果(汚染あり)

GaNウエハにおいては、ウエハ由来のGaが強く検出されるため、一部元素は存在を判断することが難しくなります。特にCu、Znは影響を顕著に受けます。

InPウエハ

グラフ
図2-2-1. InPウエハの測定結果(汚染なし)
グラフ
図2-2-2. InPウエハの測定結果(汚染あり)

InPウエハにおいては、ウエハ由来のInが強く検出されるため、一部元素は存在を判断することが難しくなります。

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