Spectrométrie à émission rayons X à basse énergie, analyse LEXES

Spectrométrie à émission rayons X à basse énergie, analyse LEXESLa spectrométrie à émission rayons X à basse énergie (LEXES, abréviation de l’anglais « Low Energy X-ray Emission Spectrometry ») est une technique analytique près de la surface qui utilise un faisceau d'électrons à basse énergie comme source d'excitation. Les atomes qui sont excités par le faisceau d'électrons se libèrent sous l'effet de l'émission de rayons X caractéristiques. De manière similaire à l’EDS, l'analyse LEXES mesure l'énergie des rayons X émis, qui sont caractéristiques des éléments présents dans la région d'un échantillon qui est la région près de la surface. L'utilisation de spectromètres à dispersion de longueur d'onde (WDS, abréviation de l’anglais « Wavelength Dispersive Spectrometers ») augmente la sensibilité de la technique et améliore la résolution de l'énergie, supprimant presque toutes interférences.

Le courant de faisceau d'électrons peut être soumis à un contrôle très serré, ce qui permet de faire des mesures de très haute précision. Les Spectrométrie à émission rayons X à basse énergie, analyse LEXES - EAG Franceconcentrations de dopants, la composition des couches et/ou l’épaisseur des couches peuvent être cartographiés dans les wafers (substrats) ou comparés entre wafers avec des précisions de 1 %, voire mieux. En utilisant des mesures standard de référence, on peut obtenir une exactitude supérieure à 5 %. Ajuster l'énergie du faisceau d'électrons incidents permet d'analyser des couches d'une minceur de 10Å ou d'une épaisseur de 1µm. Enfin, le faisceau d'électrons peut être axé sur une zone aussi petite que 10µm, ce qui permet d'analyser de petites zones.

Principales applications

  • Mesure de haute précision, et cartographie sur wafer complet, de la dose de dopants, de la composition, de l'épaisseur et des impuretés des couches minces
  • Mesures de haute précision de la dose d'implants d’ions pour les comparaisons d'outils ou de processus
  • Mesure de l'uniformité des implants bioniques dans les wafers (substrats)
  • Détermination de la composition des couches minces
  • Mesure de l'uniformité des couches dans les wafers (substrats) Mesures des niveaux d'impuretés dans les couches minces

Signal détecté : rayons X caractéristiques

Éléments détectés : B-U

Seuils de détection : 5e13 atomes/cm2, 0.01à%

Résolution en profondeur : N/A, aucune production de profils en profondeur

Imagerie/cartographie : Oui

Résolution latérale ultime : ~10µm

  • Sans effets destructeurs
    • Analyse de wafers (substrats) entiers (jusqu'à 300mm) ainsi que de morceaux de wafers et de petits échantillons de wafers
    • Cartographie de wafers complets
  • Précision de mesure généralement <1%
  • Exactitude de mesures généralement <5%
  • Aucune exigence de préparation des échantillons
  • Possibilité d’analyser des zones aussi petites que 30µm
  • Épaisseur maximale d’analyse de ~1µm
  • Épaisseur maximale totale de l’échantillon de ~2mm
  • Problèmes possibles avec des échantillons isolants
  • Semi-conducteurs composés
  • Stockage de données
  • Défense
  • Écrans d’affichage
  • Électronique
  • Photonique
  • Semi-conducteurs
  • Photovoltaïque
  • Télécommunications
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