为了确定基板的切口,XRD 用于精确测量布拉格角(衍射角)的变化,因为基板的旋转角度相对于入射的 X 射线束会发生变化。如果布拉格角随基板的旋转角度而变化,则表明晶圆上有切口。非零晶圆切口会导致 Omega 峰位随着晶圆旋转而增加或减少,因为晶面与晶圆表面并不完全平行。当晶圆旋转到平面朝向 X 射线束倾斜到最大值时,Omega 衍射峰将位于比布拉格角低一个角度,该角度的幅度等于切口的大小。例如,朝向 X 射线束的 1° 切口晶圆的 Omega 峰位将比布拉格角预测的低 1°。同样,如果切口大小相同但相对于光束的方向相反,Omega 峰值的角度将比布拉格角大 1°。当晶圆在光束中旋转时,切口会导致 Omega 峰值从最小值平稳移动到最大值,并且可以观察到 Omega 峰值在这些极限之间的偏移。
* 通讯作者:nima.gorji@tudublin.ie 摘要 — X 射线衍射 (XRD) 映射是一种非破坏性计量技术,可以重建通过热机械应力在硅晶片上引起的翘曲。在这里,我们使用一种基于在 x 和 y 方向以及对同一样品进行不同 90 度旋转的一系列线扫描的方法来映射晶片的翘曲。这些线扫描从晶片表面收集摇摆曲线,记录由于表面取向错误而偏离布拉格角的衍射角 (ω)。表面翘曲通过引起测量的衍射角和参考布拉格角 (ω − ω0) 之间的差异和摇摆曲线增宽 (FWHM) 反映在 XRD 测量中。通过收集和整合整个表面和晶圆多次旋转的摇摆曲线 (RC) 和 FWHM 加宽,我们可以生成表面函数 f(x) 和角度错位 (翘曲) 的 3D 图。翘曲呈现凸形,与文献中报道的光学轮廓测量一致。基于实验室的 XRDI 有可能在更短的时间内原位绘制晶圆的翘曲图,就像在同步辐射源中完美执行一样。关键词:计量学、硅、翘曲、X 射线衍射、晶圆。I.介绍
图 2:(a) 在 SIXS 光束线 (SOLEIL) 进行实时研究的实验装置,(b) 入射角为 α i 的掠入射散射几何。指示了反射的 x 射线束。显示了布拉格角 2 θ 处主 Pd(111) 布拉格反射的指向几何。由于掠入射几何,动量转移 q = kf − ki 与表面法线 n 成角度 θ − α i 。ki 和 kf 分别是入射和散射 x 射线束的波矢。通过扫描探测器角度 δ 和 γ 获得 XRD 图。在沉积过程中,2D 探测器监测白色矩形指示的区域。
晶格间距比较器由美国国家标准与技术研究所建立,用于测量近乎完美的晶体之间的晶格间距差异。文中详细描述了晶格间距比较器,晶格间距差异是从测量到的不同晶体的布拉格指数差异推断出来的。比较器是一个采用近乎无色散几何结构的晶体光谱仪。它有两个 s 射线源、两个探测器和一个允许第二个晶体样品远程交换的反射镜。一个灵敏的异差干涉仪用光学多边形校准,用于测量布拉格角。晶体的厚度几乎相等,因此记录的轮廓呈现出均匀的振荡,允许
*通讯作者:nima.gorji@tudublin.ie摘要 - X射线衍射(XRD)映射是一种非破坏性计量技术,可以通过热机械应力重建在硅晶片上引起的经线的重建。在这里,我们使用基于X和Y方向的一系列线扫描以及同一样品的不同90度旋转的方法绘制了晶圆的扭曲。这些线扫描从晶圆的表面收集摇摆曲线,记录由于表面不良导致的衍射角(ω)偏离了布拉格角。表面经线通过诱导测得的衍射角与参考角度角度(ω -ω0)和摇摆曲线扩展(FWHM)之间的差异来反映XRD测量。通过收集和整合摇摆曲线(RCS)和FWHM从整个表面和晶圆的多个旋转范围扩大,我们可以生成表面函数f(x)的3D地图和角度的不良方向(Warpage)。经线表现出凸形,与文献中报道的光学验证测量值对齐。基于实验室的XRDI有可能在较短的时间内和原位绘制晶圆的翘曲,这可以在同步加速器辐射源中完美地执行。关键字:计量学,硅,扭曲,X射线衍射,晶圆。I.简介