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Elementidentifikation in Halbleiter-Mikrochips

Das elektrisch leitfähige Keramikmaterial Wolframsilizid wird in Mikroelektronik-Produkten wie Mikrochips verwendet. Wolframsilizid kann auch als refraktäre Phase in Halbleitermaterialien wie Si-Wafern auftreten.

Um bei der Qualitätskontrolle eine hohe räumliche Auflösung auf der Mikrometer- und Nanometer-Ebene zu erreichen, müssen die röntgenspektroskopischen Analysen bei niedrigen Beschleunigungsspannungen durchgeführt werden, was die Identifizierung dieser Phasen erschwert. Nur die Röntgenlinien der Wolfram-M-Serie, die stark mit der Silizium-K-Linie des Substrats überlappen, werden bei niedrigen Beschleunigungsspannungen angeregt.

Die resultierenden EDS-Peaks der Primärelemente werden leicht verbreitert und verschleiern das Vorhandensein der zweiten Phase. Im Gegensatz dazu werden Elemente wie W mit dem QUANTAX WDS aufgrund seiner überlegenen Spektralauflösung zuverlässig identifiziert.

Röntgenspektroskopisches Elementverteilungsbild für Si und W eines Details auf einem Halbleiter-Mikrochip
Der Ausschnitt des Röntgenspektrums von Wolframsilizid im Energiebereich von 1,6 - 2,0 keV verdeutlicht die hohe Spektralauflösung von WDS.