GaAsウェーハにおけるPd測定

はじめに

ガリウムヒ素（GaAs）ウェハー

GaAsウェーハは次世代材料として、2020年から2025年にかけてCAGR 12.5%での市場成長が見込まれている。GaAsはシリコンや他の化合物半導体と比べ、機能性、スケーラビリティ、IoT適合性に優れ、集積回路用基板として有効である。

これらの特性により、GaAsデバイスは携帯電話、衛星通信、マイクロ波通信、高周波レーダーなど幅広い用途で採用が拡大している。

パラジウム（Pd）

Pdは低い接触抵抗により、コネクタやコンタクトのめっき材料として使用される。一般にPd-Ni合金めっきの上にAuフラッシュめっきを施す構成が用いられる。

課題

パラジウムを含むGaAsウェーハは、分析上2つの主要な問題を有する。

パラジウムKαはヒ素のサムピークと重なり合う。ヒ素はウェーハ全体に広く存在するため、パラジウムKα単独の測定は不可能である。

パラジウムKα (eV)	Asサムピーク (eV)
21175	21080

パラジウムLαはアルゴンKαと重なります。アルゴンは大気中で3番目に多いガスであるため、すべての蛍光X線分析スペクトルに含まれる。

パラジウムLα (eV)	アルゴンKα (eV)
2838	2957

ソリューション

Onyx 3000検出器アレイを使用し、X線ビームとサンプル間の空気をヘリウムパージしてマイクロスポット測定を行う。測定領域からアルゴンを除去し、Pd Lαピークを明瞭化する。これによりPdの膜厚および濃度が測定可能となる。

ヘリウムパージは真空チャンバーを必要とせず、大型試料への対応とスループット向上を両立する。

RSMD004 Figure 1 図1: ONYX 3000ヘリウムパージ半球デモ

RSMD003 Figure 2 Background with and without the use of helium 図2：ヘリウムを使用した場合と使用しなかった場合のバックグラウンド。ヘリウムを使用するとArのピークが消える。

RSMD003 Figure 3 Spectrum zoom in at the Pd-As sum peak energy line 図3：Pd Kα／Asサムピーク付近のスペクトル拡大図。ウェーハ中のAsの影響により、オンサイト／オフサイトともにPd KαのROI強度に大きな差は見られない。

RSMD004 Figure 4 Typical spectra measured on and off a Pd-containing feature with helium purge 図4: ヘリウムパージ下で取得した、Pd含有部位のオンサイト／オフサイトの代表スペクトル。オフサイトではPdおよびArピークは検出されない。