GB/T 25188-2010 硅晶片表面超薄氧化硅层厚度的测量X射线光电子能谱法

国家标准GB/T25188-2010宣贯

硅晶片表面超薄氧化硅层厚度的测量

X射线光电子能谱法

12

刘芬，王海

1中国科学院化学研究所

2中国计量科学研究院

主要内容

1.XPS深度剖析

2.Si上SiO2厚度(＜10nm)测量需求

3.GB/T25188-2010国家标准

—范围

—规范性引用文件

—符号

—方法概述

—仪器和环境条件

—试样

—测量报告

XPS深度剖析

离子刻蚀(＞10nm)

机械剥离

—斜面磨角

—球形磨坑

变角XPS(ARXPS)

变角XPS深度剖析

Beer-Lambert方程：I=I×(-d/λcosθ)

s0

AlKα激发源：λ约（1～3.5）nm

λ可由Sqrt(E)粗略计算得到

XPS分析深度：95%光电子被散射的深度d=3λ，3～10nm

变角XPS深度剖析

覆盖层厚度测量：ln(1+R/R)=d/λcosθ

0

d=λcosθln(1+R/R)

0

5

Si上SiO2厚度(＜10nm)测量需求

ITRS：栅极超薄层测量要求

SiO/Si体系结构示意图

2

常用测量方法比较

方法优点缺点

透射电镜直接测量难准确判断表/界面位置

（TEM）溯源至长度-晶格常数采/制样复杂（包覆处理）

X射线反射溯源至长度-波长受污染影响，需校准补偿

（XRR）