高周波グロー放電発光分光分析(rf-GDS or rf-GD-OES)によるシリコンウェハ上の多層膜の分析
FTM-1629
1.概要
グロー放電とは低圧の気体中で陽極と陰極(分析試料)の間に高電圧をかけたときに生じる持続的な放電現象です。
GDS or GD-OES※は通常、アルゴン雰囲気下でグロー放電させ、発生したArイオンが試料表面に衝突することで試料表面から構成原子が飛び出します(スパッタリング現象)。飛び出した原子はプラズマ中で励起され、各元素固有の輝線スペクトルを発します。その輝線スペクトルを分光測定することで発光強度から元素濃度情報が得られ、表面からの高感度な深さ方向の元素分析が行えます。
※ GDS or GD-OES (Glow Discharge Optical Emission Spectrometry)
GDSによる評価例
- 試料表面からの深さ方向における元素の定性・定量分析(Depth Profile Analysis)
- 水素,炭素などの軽元素を含むH(水素)～U(ウラン)までの元素を複数同時に測定可能
- ナノ薄膜から100μm程度までの迅速な深さ方向分析が可能
- 有機皮膜やガラスなどの絶縁試料も測定可能(高周波方式)
グロー放電発光分光(GD-OES)に関する技術紹介はこちらから
2.装置仕様
| 装置 | GD-Profiler 2(堀場製作所社製) |
|---|---|
| 測定範囲 | 2mmφ or 4mmφ |
| 試料サイズ | 10mmφ以上の平坦試料 (非平坦 or 10mmφ以下の場合は別途試料調製が必要) |
| 感度(検出下限) | 数10ppm～ (元素・試料による) |
| 測定可能元素 | 50元素以上(1回の測定では約40元素同時分析) H,Li,Be,B,C,N,O,Na,Mg,Al,Si,P,S,Cl,K,Ca,Ti,V, Cr,Mn,Fe,Co,Ni,Cu,Zn,Ga,Ge,As,Sr,Y,Zr,Nb, Mo,Ru,Rh,Pd,Ag,Cd,In,Sn,Ba,Hf,Ta,W,Ir,Pt, Au,Pb,Bi,La,Ce,Nd,Sm など |
3.測定事例;多層膜処理が施されたシリコンウェハ
測定試料:多層膜処理が施されたシリコンウェハ
・多層膜構造や膜中添加元素、不純物元素濃度分布の測定が可能です。
GDS or GD-OES分析では迅速に深さ方向の元素分布測定が可能です。
