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김흥락(Heung Rak Kim),김광일(Kwang Il Kim),강성건(Sung Gun Kang),김동수(Dong Soo Kim),윤화식(Hwa Shik Yoon),류근걸(Kun Kul Ryoo),김영주(Young Joo Kim) 한국진공학회(ASCT) 1999 Applied Science and Convergence Technology Vol.8 No.1
방사광을 이용한 전반사 형광 분석법으로 Si 웨이퍼 표면 금속 불순물의 검출능을 향상시켰다. 측정장치는 특정 단색광 에너지만을 선택할 수 있는 모노크로메팅부, 측정챔버안으로 유입되는 방사광은 차폐하고 원하는 크기의 단색광을 선택하는 슬릿부 그리고 Si 웨이퍼 표면에서 전반사에 의해 발생하는 형광 X-선을 검출하는 측정부로 구성되어 있다. 단색광의 에너지는 10.90 KeV로 선택하였고, 최적의 전반사 조건을 확립하기 위하여 소멸시간과 Fe의 형광 X-선의 강도비의 관계를 이용하였다. 기존 X-선원을 이용하여 관찰한 결과와 비교하였을 경우에, 최대 약 50배까지 검출감도를 향상 시킬 수 있었다. 특히, TRXFA (Total Reflection X-ray Fluorescence Analyzer)법으로는 검출하기 어려운 5×10^10 atoms/㎠ 수준의 금속오염은 방사광을 이용한 TRSFA(Total Reflection Synchrotron Fluorescence Analyzer)법으로는 충분히 검출할 수 있고, 5×10^9 atoms/㎠의 금속 불순물까지 검출할 수 있는 방법 및 장치를 개발하였다. 이를 이용하여 차세대 Si 웨이퍼의 초극미량 금속 불순물 분석에 이용할 수 있는 방법으로 기대된다. Total reflection X-ray fluorescence spectroscopy using synchrotron radiation source called as TRSFA was explored to achieve high sensitivities to impurity metals on Si wafer surface. It consists of monochromating part to select a specific wavelength, slit part to shield direct beam and to control monochromated beam, and main chamber to dectect fluorescent X-ray counts of impurities on Si wafer. Monochromated X-ray of 10.90 KeV was selected and the optimum total reflection condition on silicon wafer was obtained through tuning the dead time and fluorescent X-ray count of Si and Fe. TRSFA system could increase the sensitivity as high as 50 times in comparision with TRXFA using normal X-ray source. But the trend was varied since the surface conditions of Si wafers and, therefore, the reflectivities were different. Furthermore, there seems to be a promising path to reaching a detection limit useful to the next generation metal impurities control, because Fe impurity below to the 5×10^9 atoms/㎠ can be detectable through the developed TRSFA system.
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