ИК фурье-спектрометр ФСМ 1201П:
ТЕСТЕР ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПЛАСТИН

ИК фурье-спектрометр ФСМ 1201П представляет собой специализированный автоматизированный измерительный комплекс на основе универсального фурье-спектрометра ФСМ 1201. Он снабжен двухкоординатным измерительным столом и позволяет в автоматическом режиме измерять параметры кремниевых пластин в заданных оператором точках для пластин диаметром до 200 мм.

ИК фурье-спектрометрия является эффективным инструментом неразрушающего контроля полупроводниковых пластин и структур, что закреплено международно признанными стандартами ASTM F1188 и F1391, определяющими методы измерения концентрации междуузельного кислорода и углерода замещения в кремнии, ASTM F95, определяющим метод измерения толщины эпитаксиальных слоев для структур типа n n⁺ или p p⁺ и др. Возможно определение состава слоев ФСС и БФСС, а также параметров диэлектрических слоев.

Прибор зарегистрирован в Государственном реестре средств измерений No18895-99.

Основные контролируемые параметры

• концентрация междуузельного кислорода (толщина пластин 0.4...2 мм) в пределах: (5*10¹⁵...2*10¹⁸) ± 5*10¹⁵ см³;
• концентрация углерода замещения (толщина пластин 0.4...2 мм) в пределах: (10¹⁶...5*10¹⁷) ± 10*¹⁶ см³;
• толщина эпитаксиальных слоев кремниевых структур типа n-n⁺ и p-p⁺ в пределах: (0.5-10) ±0.1 мкм, (10-200) ±1% мкм;
• концентрация фосфора в слоях ФСС и бора/фосфора в слоях БФСС в пределах: (1...10) ±0.2 вес.%.

Достоинства метода фурье-спектроскопии

Высокая чувствительность.

Рекордное в сравнении с обычными ИК спектрометрами отношение сигнал/шум позволяет на порядок снизить порог обнаружения контролируемых примесей и повысить точность определения концентрации.

Высокая производительность.

Время получения спектра при разрешениях и фотометрической точности, соответствующих требованиям стандартов, не превышает 15...20 с. Это делает возможным сплошной контроль пластин и структур в процессе производства, а также позволяет исследовать неоднородность пластин измеряя распределения контролируемого параметра.

Достоверность анализа.

Анализ и идентификация спектров осуществляются автоматически с использованием библиотек стандартных спектров, включаемых в базу данных спектрометра. Снижается вероятность субъективных ошибок оператора.

Бесконтактность измерений.

В процессе измерений отсутствуют механические воздействия на поверхность пластины.

Автоматизация измерений.

Процесс получения спектров, их обработка и контроль за перемещением пластины полностью автоматизированы. Маршрут перемещения выбирается из стандартных конфигураций (1, 5 и 9 точек) или задается оператором. Результаты измерений автоматически протоколируются и заносятся в базу данных.

Спектры ИК поглощения пластин кремния со слоями ФСС и БФСС.
	Концентрация фосфора в слое ФСС 9.6%, концентрация бора и фосфора в слое БФСС, соответственно, 4.3% и 3.9%. Толщина слоя около 1 мкм. Спектральное разрешение 4 см1, время измерения 30 с.

ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СПЕКТРОМЕТРА

Спектральный диапазон	400...7800 см1
Спектральное разрешение	1, 2, 4 см1
Диаметр светового пятна на образце	6 мм
Размеры пластин	76, 100, 125, 150, 200 мм
Точность позиционирования стола	0.5 мм
Время стандартного измерения в одной точке	30...60 с
Потребляемая мощность	95 Вт
Размеры спектрометра	67x65x25 см
Вес спектрометра	37 кг

Спектры ИК поглощения пластины кремния, содержащей примеси междуузельного кислорода и углерода замещения.
	"Разность" получена вычитанием поглощения "чистого" кремния, имеющего возможно более низкую концентрацию примесей. Спектральное разрешение 4 см1, время измерения 30 с.

Приставка для измерения пропускания пластин кремния диаметром до 200 мм
	Приставка зеркального отражения 10 град. для пластин кремния диаметром до 200 мм

Выполняется разработка методик и программного обеспечения, по техническому заданию Заказчика.