SEMI MF1188 - 短いベースラインでの赤外線吸収によるシリコンの格子間酸素含有量の試験方法 -

Abstract

この規格は、シリコンウェーハ世界技術委員会によって技術的に承認されました。この版は、2018 年 2 月 1 日にグローバル監査およびレビュー小委員会によって発行が承認されました。2018 年 7 月に www.semiviews.org および www.semi.org で入手可能になります。当初は ASTM International によって ASTM F1188 として発行されました。以前は 2012 年 9 月に出版されました。

酸素の存在は、プロセスに起因する欠陥の形成を防止することにより、特定の製造作業に有益な場合があります。結晶成長プロセス中にシリコンウェーハ中に酸素が導入されます。したがって、シリコン結晶の酸素含有量を制御することが重要です。

赤外分光光度計を使用して 1107 cm -1 シリコン内酸素バンドの強度を測定すると、吸収係数の値を決定できるため、校正係数または線形回帰曲線を使用して、格子間原子の含有量を決定できます。空気。

この試験方法は、シリコン スライスの格子間酸素含有量を決定するための基準方法として使用できます。シリコンウェーハの格子間酸素含有量に関する知識は、研究開発だけでなく、材料の受け入れや製造プロセスの管理にも必要です。

この試験方法は、室温での IR 吸収の摂動による不確実性を減らすために、1040 ～ 1160 cm -1 の間に引かれた短いベースラインを使用して、室温での赤外線吸収バンドの測定による単結晶シリコンの格子間酸素含有量の決定を対象としています。間質酸素による吸収以外の影響から生じる、より長いベースラインの終点領域。短いベースラインを使用すると、メソッドの精度が向上します。

歴史的な理由から、ロングベースラインメソッドは、このテストメソッドの 1993a 版で発行された形式で付録 1 に保持されています。このベースラインは、この試験方法の前身である ASTM F121 およびグランド ラウンド ロビン (GRR) 実験からの赤外線データの分析でも使用されました。

この試験方法では、コンピュータ化された分光光度計、好ましくはフーリエ変換赤外 (FT-IR) 分光光度計の使用が必要です。この方法は、多くの最新の FT-IR 機器に組み込まれています。

この試験方法では、酸素を含まない参照試料を使用する必要があります。

バイアスを低減するために、NIST SRM 2551 などの標準物質セット、シリコンの酸素含有量に関する別の認定標準物質セット、または認定標準物質 (CRM) に追跡可能な標準物質を使用して分光光度計を校正することをお勧めします。 。

この試験方法で測定できる酸素濃度の有効範囲は、1 × 1016 原子/cm3 からシリコンに可溶な格子間酸素の最大量までです。

分光光度計が厚さ 2 mm の両面研磨 CRM を使用して校正されている場合、この試験方法は厚さ 2 mm の両面研磨試験片での使用にのみ適しています。両面研磨された CRM に追跡可能な作業標準物質を使用して、厚さが 0.4 ～ 4 mm の範囲の片面または両面を研磨した試験片の測定に拡張できます。

この試験方法を使用して得られた酸素濃度は、格子間酸素濃度とシリコン内の格子間酸素に関連する 1107 cm -1 バンドの吸収係数との間に線形関係があると仮定します。

1107 cm -1 での吸収を酸素含有量に変換するための推奨校正係数は IOC-88 です。これは国際的な GRR 実験の分析に基づいています。

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