Dünnschicht- und Waferanalyse

Measurlabs bietet eine umfassende Palette an Dünnschicht-Charakterisierungstechniken, um Herstellern bei der Erkennung von Defekten und Verunreinigungen, der Bestätigung von Spezifikationen und der Optimierung von Fertigungsprozessen zu helfen.
Tiefenprofilierung
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Fortgeschrittene Zusammensetzungsanalyse zur Kontrolle von Spurenverunreinigungen

Selbst Verunreinigungen auf Spurenebene können die elektrischen, optischen oder mechanischen Eigenschaften dünner Schichten beeinträchtigen, weshalb eine detaillierte Zusammensetzungsanalyse unerlässlich ist. Measurlabs bietet mehrere Verfahren zur Identifizierung von Verunreinigungen und zur Überprüfung der Elementzusammensetzung, darunter:

  • VPD ICP-MS zur ppm–ppb-Bestimmung metallischer Spurenverunreinigungen auf Siliziumwafern und Dünnschichten

  • ToF-ERDA für Elementzusammensetzungen bis zu 0,1–0,5 at.-% mit Empfindlichkeit für alle Elemente, einschließlich Wasserstoffisotopen

  • SIMS und ToF-SIMS für ppm-ppb-Verunreinigungs- und Dotierstoffanalysen auf Oberflächen oder durch Tiefenprofile

  • TXRF zur Kartierung von Spurenverunreinigungen auf gesamten Waferoberflächen

  • XPS für semiquantitative Elementaranalyse und weiterführende Untersuchung chemischer Zustände und Bindungen

VPD-ICP-MS

VPD-ICP-MS ermöglicht die Bestimmung von Verunreinigungen durch Spurenmetalle auf der Oberfläche von Wafern. Während der Analyse wird die gesamte Waferoberfläche gescannt, sofern nicht eine Randzone (2 mm, 5 mm usw.) ausgeschlossen werden soll. VPD-ICP-MS wird durchgeführt, indem mit Säure die oberste Schicht des Wafers aufgelöst wird, bevor die Bestimmung der Elementkonzentrationen mittels ICP-MS erfolgt. Bitte beachten Sie, dass leichtere Elemente wie H, C, N, O und F nicht analysiert werden können. Wir bieten verschiedene Analysenpakete für ein breites Spektrum an Elementen an: 58-Element-Analyse: Al, As, B, Ba, Be, Bi, Ca, Cd, Ce, Co, Cr, Cs, Cu, Dy, Er, Eu, Fe, Ga, Gd, Ge, Hf, Hg, Ho, In, K, La, Li, Lu, Mg, Mn, Mo, Na, Nb, Nd, Ni, Pb, Pr, Rb, Sb, Sc, Se, Sm, Sn, Sr, Ta, Tb, Te, Th, Ti, Tl, Tm, U, V, W, Y, Yb, Zn, Zr, 41-Element-Analyse: Al, As, B, Ba, Be, Bi, Ca, Cd, Co, Cr, Cs, Cu, Ga, Ge, Fe, Hf, Ir, K, Li, Mg, Mn, Mo, Na, Nb, Ni, Pb, Re, Sb, Sn, Sr, Ta, Te, Th, Ti, Tl, U, W, V, Y, Zn, Zr, 30-Element-Analyse: Al, As, B, Ba, Be, Bi, Ca, Cd, Co, Cr, Cu, Ga, Ge, Fe, K, Li, Mg, Mn, Mo, Na, Ni, Pb, Sb, Sn, Sr, Ti, W, V, Zn, Zr, Individuelles 30-Element-Paket: Sie wählen beliebige 30 Elemente aus unserer vollständigen 58-Element-Liste aus., Zusätzliche Edelmetalle: Ergänzen Sie die Analyse von Edelmetallen zu jedem Paket aus den unten aufgeführten Optionen: Ag, Au, Pd, Pt, Rh, Ru, Ag, Au, Pt, Pd.. Zusätzliche Elemente sind auf Anfrage verfügbar, Nachweisgrenzen liegen im ppm–ppb-Bereich (106–1010 at/cm2), Weitere Details finden Sie in diesem Beispielbericht: VPD ICP-MS analysis.. Diese Messung ist in erster Linie für 100-, 150-, 200- und 300-mm-Siliziumwafer ohne Beschichtung vorgesehen, wir bieten jedoch auch ICP-MS-Analysen für andere Wafergrößen und Dünnschichten bis zu einigen µm Dicke an. Zu den am häufigsten verwendeten Instrumenten gehören unter anderem: Perkin-Elmer NexION 350S ICP-MS, Perkin-Elmer Sciex ELAN 6100 DRC II ICP-MS, Thermo Fisher iCAP TQe ICP-MS, Finnigan ELEMENT2 ICP-MS. Eine Express-Bearbeitung (2 oder 3 Arbeitstage) kann auf Anfrage gegen einen Aufpreis vereinbart werden. Kontaktieren Sie uns für weitere Informationen und zur Anforderung eines Angebots.
378–870 €
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ToF-ERDA-Messung

Time-of-Flight Elastic Recoil Detection Analysis (ToF‑ERDA)-Messung zur Bestimmung der Elementkonzentrationen in Dünnschichten. Die ToF-ERDA ist in der Lage, alle Elemente zu identifizieren, einschließlich verschiedener Wasserstoffisotope. Sie liefert elementare Tiefenprofile, indem sie die Konzentration jedes Elements in unterschiedlichen Tiefen innerhalb einer Probe bestimmt. In der Regel erreicht die Methode Nachweisgrenzen im Bereich von 0,1 bis 0,5 Atomprozent und eine Tiefenauflösung zwischen 5 und 20 nm. Sie ist geeignet für die Analyse von Schichten mit Dicken zwischen 20 und 500 nm. Für präzise Messungen sollte die Probenoberfläche glatt sein und eine Rauheit von weniger als 10 nm aufweisen. Die Methode ist bei der Analyse von Dünnschichten auf typischen Substraten wie Silizium (Si), Galliumnitrid (GaN), Siliziumkarbid (SiC), Galliumarsenid (GaAs) oder Indiumphosphid (InP) von Natur aus quantitativ. Daher sind Referenzproben zur Gewinnung quantitativer Ergebnisse nicht erforderlich. Die Technik ist insbesondere bei der Analyse leichter Elemente aufgrund ihrer guten Nachweisgrenzen von großem Nutzen. Zusätzlich zu herkömmlichen ToF-ERDA-Messungen bieten wir auch LI-ERDA (auch als Foil-ERDA bezeichnet) zur präziseren Bestimmung von Wasserstoffisotopen an. Die Nachweisgrenzen mit LI-ERDA liegen typischerweise bei etwa 0,01 Atomprozent, und Tiefenauflösungen von ~1 nm können erreicht werden. Mit LI-ERDA können ausschließlich Wasserstoffisotope nachgewiesen werden. Wie die Ergebnisse berichtet werden, erfahren Sie in diesem Beispielbericht: ToF-ERDA-Messung.
499–569 €
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ToF-SIMS-Messung

Die Flugzeit-Sekundärionen-Massenspektrometrie (ToF-SIMS) ist eine hochsensitive analytische Technik, die für die elementare und molekulare Analyse sowie für die elementare Abbildung von Festproben eingesetzt wird. Die Methode wird hauptsächlich für die detaillierte Oberflächenanalyse fester Materialien organischer, anorganischer, polymerer oder biologischer Natur verwendet. Sie kann auch als Tiefenprofilierungsmethode mit zwei Ionenstrahlen verwendet werden, um Verunreinigungen oder Dotierstoffe zu überprüfen. Alle Elemente von Wasserstoff bis Uran können in Konzentrationen im Bereich von Teilen pro Milliarde (ppb) nachgewiesen werden. Im Vergleich zur SIMS liefert ToF-SIMS jedoch nur qualitative Ergebnisse.
499–1.499 €
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SIMS-Messung

Sekundärionen-Massenspektrometrie (SIMS) ist eine hochsensitive, elementanalytische Tiefenprofilierungsmethode, die für eine Vielzahl von Feststoffen eingesetzt werden kann, um das Vorhandensein von Verunreinigungen oder die Konzentration von Dotierstoffen zu bestimmen. Alle Elemente von Wasserstoff bis Uran können in Konzentrationen im Bereich von Parts per Billion (ppb) nachgewiesen werden. Unter Verwendung von Normen ermöglicht SIMS sowohl qualitative als auch quantitative Analysen. Tiefenprofilierungen können von 10 nm bis hin zu einigen µm Schichtdicke durchgeführt werden und müssen, abhängig von den analysierten Elementen, im elektronegativen oder elektropositiven Modus erfolgen. Zögern Sie nicht, unsere Fachperson für ein auf Ihr Analyseprojekt zugeschnittenes Angebot zu kontaktieren.
496–2.499 €
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TXRF-Messung

Totalreflexions-Röntgenfluoreszenz (TXRF)-Messung zur Bestimmung von elementaren Spurenverunreinigungen auf Waferoberflächen. 49–277 einzelne Spots werden gemessen, und die Elementkonzentrationen werden sowohl als visuelle Heatmaps auf der Waferoberfläche als auch als numerische Konzentrationen angegeben. Fast alle Elemente zwischen Natrium (Na) und Uran (U) können in die Liste der analysierten Elemente aufgenommen werden. In der Regel sind einige oder alle der folgenden Elemente enthalten: Al, Mg, Na, Ag, Ar, Ba, Ca, Cd, Ce, Cl, Co, Cr, Cs, Cu, Dy, Er, Eu, Fe, Gd, Hf, Ho, I, In, K, La, Lu, Mn, Nd, Ni, P, Pd, Pm, Pr, Rh, S, Sb, Sc, Sm, Sn, Tb, Te, Ti, Tm, V, Xe, Yb, Zn, Ac, As, At, Au, Bi, Br, Fr, Ga, Ge, Hg, Ir, Kr, Mo, Nb, Os, Pa, Pb, Po, Pt, Ra, Rb, Re, Rn, Ru, Se, Sr, Ta, Tc, Th, Tl, U, W, Y, Zr. Alle gängigen beschichteten und unbeschichteten Wafer (z. B. Si, SiC, GaAs, GaN, InP usw.) mit Durchmessern bis 300 mm (12 Zoll) sind für die Messung geeignet. Die Nachweisgrenzen variieren zwischen 109 bis 1012 at/cm2. Übergangsmetalle weisen im Vergleich zu Alkalimetallen und Erdalkalimetallen niedrigere Nachweisgrenzen auf. Die räumliche Auflösung liegt je nach Wafergröße und Anzahl der Messpunkte zwischen 5 und 15 mm. In der Regel wird das Rigaku TXRF 310Fab als Messgerät eingesetzt. Die Preise hängen von mehreren Faktoren ab, einschließlich der Anzahl der analysierten Spots und gemeinsam eingereichten Wafer. Bitte kontaktieren Sie uns für ein individuelles Angebot.
2.053–8.239 €
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Röntgenphotoelektronenspektroskopie (XPS)

XPS ist eine semi-quantitative Methode zur Bestimmung der elementaren Zusammensetzung von Materialoberflächen. Darüber hinaus kann sie auch den Bindungszustand der Atome ermitteln. XPS ist eine oberflächenempfindliche Methode. Die typische Probentiefe beträgt 3–9 nm, und die Nachweisgrenzen liegen ungefähr zwischen 0,1 und 1 Atom-%. XPS kann Elemente von Li bis U messen. Die Elementzusammensetzung wird in at.% angegeben und an einem Bereich von einigen hundert µm gemessen. Auf Anfrage können wir kleinere Flächen oder Tiefenprofile messen, und eine Bestimmung des Bindungszustands kann ebenfalls bereitgestellt werden. Messungen werden in der Regel mit einem der folgenden Instrumente durchgeführt: PHI Genesis, Thermo Fisher ESCALAB 250Xi, PHI Quantum 2000. Synchrotron-XPS ist ebenfalls verfügbar. Kontaktieren Sie uns für weitere Informationen und ein Angebot für Ihr Projekt.
438–960 €
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Preise ohne MwSt.

GI-XRD

Hochpräzise Strukturcharakterisierung

Die Leistung dünner Schichten hängt stark von strukturellen Merkmalen wie Schichtdicke, Oberflächenrauheit, Kristallstruktur und Grenzflächenqualität ab. Measurlabs bietet mehrere Methoden zur detaillierten physikalischen Charakterisierung, darunter:

  • AFM für Rauheitsmessungen im Nanobereich und hochauflösende 3D-Topographie

  • XRR zur berührungslosen Bestimmung von Dicke, Dichte und Grenzflächenrauheit in Einzelschichten oder Mehrschichtstapeln

  • GI-XRD zur Analyse der Kristallstruktur und Phasenzusammensetzung in Dünnschichten

  • Ellipsometrie zur Messung von Schichtdicke und Brechungsindex transparenter und halbtransparenter Schichten

  • Querschnitts-TEM und -REM zur direkten Visualisierung von Schichtdicke, Grenzflächen und Morphologie, mit EDX für lokale Elementkartierung

Weitere Informationen über die technischen Spezifikationen dieser Messungen sind über die nachfolgenden Symbole verfügbar. Alternativ können Sie unsere Experten kontaktieren, um Unterstützung bei der Auswahl des geeigneten analytischen Ansatzes zu erhalten.

AFM-Oberflächenrauheitsmessung

In dieser Analyse wird der Oberflächenrauheitswert (RMS) der Probe mittels Rasterkraftmikroskopie (AFM) bestimmt, typischerweise unter Verwendung des Bruker Dimension Icon als Messgerät. Drei Messpunkte der Probe werden in eine Standardanalyse einbezogen. Der Messbereich beträgt 5 × 5 Mikrometer, sofern nichts anderes vereinbart wurde. Zusätzlich zum RMS-Wert werden ein 2D-Bild, ein 3D-Bild und Rohdaten im Prüfbericht enthalten sein.
220–349 €
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XRR von Dünnschichten oder Beschichtungen

Die Röntgenreflektometrie (XRR) wird zur Bestimmung der Dichte (g/cm3), der Schichtdicke (nm) und der Rauheit (nm) von Dünnschichten eingesetzt. Das Verfahren ist zur Charakterisierung ein- oder mehrschichtiger Dünnfilme geeignet, da es Informationen über die Dicke und Dichte der einzelnen Schichten des Probenmaterials sowie über die Rauigkeit der Grenzflächen liefert. Die höchste Genauigkeit bei XRR-Dickenmessungen wird im Allgemeinen bei Proben mit 1–150 nm dicken Oberflächenschichten und einer RMS-Rauheit von unter 5 nm erzielt. Dickere Schichten und Beschichtungen mit stärker aufgerauten Oberflächen können ebenfalls charakterisiert werden, jedoch nimmt die Genauigkeit der Dickenbestimmung mit zunehmender Schichtdicke und Rauheit der Schicht bzw. des Schichtstapels ab. >150-mm-Wafer werden in der Regel zugeschnitten, um in den Probenhalter zu passen. Bitte teilen Sie uns mit, wenn Sie Prüfungen für größere Wafer benötigen, die nicht in Stücke geschnitten werden können. Der verfügbare Temperaturbereich für XRR-Messungen liegt bei 25–1100 °C, und die Kristallinität kann in Abhängigkeit von der Temperatur untersucht werden. Die Messungen können unter Normalatmosphäre, in inerter Gasatmosphäre oder im Vakuum durchgeführt werden. Messungen werden in der Regel mit einem der folgenden Instrumente durchgeführt: Rigaku SmartLab, Panalytical X'Pert Pro MRD, Bruker D8 Discover. Bitte teilen Sie uns mit, ob Sie eine Präferenz für ein bestimmtes Instrument haben.
183–271 €
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XRR + GI-XRD von Dünnschichten

Die Kombination aus Röntgendiffraktion mit streifendem Einfall (GI-XRD) und Röntgenreflektometrie (XRR) wird zur Bestimmung der folgenden Eigenschaften von Dünnschichtproben eingesetzt: XRR Dichte (g/cm3), Dicke (nm),, Rauheit (nm). GI-XRD Röntgendiffraktionsspektrum (XRD) und Phasenbestimmung, Kristallinität, Kristallitgröße, Gitterparameter und Verzerrung der Phase. HINWEIS: Diese Parameter werden bestimmt, wenn Proben hochkristallin sind. Die Bestimmung kann fehlschlagen, wenn die Kristallinität nicht ausreicht.. Hinweise zu geeigneten Proben XRR – Das Verfahren eignet sich zur Charakterisierung ein- oder mehrschichtiger Dünnfilme, da es Informationen über die Dicke und Dichte der einzelnen Schichten des Probenmaterials sowie über die Rauigkeit der Grenzflächen liefert. Die höchste Genauigkeit bei XRR-Dickenmessungen wird im Allgemeinen für Proben mit 1–150 nm dicken Oberflächenschichten und einer RMS-Rauheit von weniger als 5 nm erreicht. Dickere Schichten und Beschichtungen mit raueren Oberflächen können ebenfalls charakterisiert werden, jedoch nimmt die Genauigkeit der Dickenbestimmung ab, wenn Dicke und Rauheit der Schicht oder des Schichtstapels zunehmen. GI-XRD – Die Methode ist im Allgemeinen für Proben anwendbar, die sich auch für XRR eignen. Das einzige spezielle Kriterium ist die Kristallinität – die untersuchten Phasen müssen kristallin sein, um XRD-Daten zu liefern. Verfügbare Untersuchungen Standardmäßig werden die GI-XRD- und XRR-Messungen unter Umgebungsbedingungen durchgeführt, es können jedoch Temperaturen von 25 bis 1.100 °C eingesetzt und die Eigenschaften in Abhängigkeit von der Temperatur untersucht werden. Messungen können bei Bedarf auch unter Inertgas oder im Vakuum durchgeführt werden. Bitte kontaktieren Sie unsere Experten, wenn Sie XRR- und/oder GI-XRD-Messungen benötigen oder wenn Sie weitere Informationen zur Analytik oder zu geeigneten Proben wünschen.
349–499 €
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Ellipsometrische Messung

Die Ellipsometrie ist ein optisches Verfahren zur Charakterisierung des von der Probenoberfläche reflektierten polarisierten Lichts. Damit lässt sich die Schichtdicke oder der Brechungsindex einer Schicht bestimmen. Zögern Sie nicht, unsere Fachleute für weitere Details zu kontaktieren.
229–359 €
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HR-TEM-Bildgebung

Hochauflösende Abbildung mit einem Transmissionselektronenmikroskop (TEM) zur Erfassung von Morphologie, Kristallstruktur und Defekten mit Nanometerauflösung. In der Regel werden mehrere Aufnahmen mit unterschiedlichen Vergrößerungen angefertigt, um einen guten Überblick über die Probe zu erhalten. Wir bieten außerdem FIB-Präparation an, um den Querschnitt jeder beliebigen interessierenden Stelle zu analysieren, einschließlich mikroelektronischer Schichtstapel und loser Pulver. HR-TEM für atomare Auflösung, STEM für hochkontrastreiche Aufnahmen und Kryo-TEM für empfindliche Proben sind ebenfalls möglich. Für ergänzende Zusammensetzungsanalysen neben den Strukturdaten stehen TEM-EDX- und TEM-EELS-Elementaranalysen zur Verfügung. Kontaktieren Sie uns für weitere Details.
532–1.410 €
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