Analyse von Solarsilizium mittels IR-Spektroskopie

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Die Präzision und Stabilität des Systems wurden unter Verwendung des Standards mit der gemäß NIST höchsten Sauerstoffkonzentration (26,303 ppma) evaluiert. 50 Wiederholungsspektren wurden erfasst, und zwar mit einer Auflösung von 4 cm-1 und 128 Scans. Kohlenstoff- und Sauerstoffkonzentrationen wurden ermittelt und die Ergebnisse automatisch gespeichert. Der Durchschnittswert der 50 Messungen betrug 26,629 ppma Sauerstoff mit einer Standardabweichung von 0,083 ppma.

Einrichtung und Messung

Auf einem speziellen Probenhalter mit 40 Positionen und 10-mm-Slots wurden sieben Proben positioniert. Die Array-Automatisierungssoftware enthält ein Schablonen-Tool, das die Datenerfassung von Platten in beliebigen, anwendungsspezifischen Designs erlaubt. Die FT-IR-Daten wurden erfasst und eine Analyse mithilfe des vordefinierten ASTM-/SEMI-Verfahrens durchgeführt.

In Abbildung 4 sind die Analyseergebnisse dargestellt. Im Zuge der Datenerfassung wurden auch Bilder der einzelnen Proben aufgezeichnet. So kann der Bediener die erfassten Daten in allen ihren Aspekten – Spektren, Bilder und Ergebnisse in Zahlen – auf ein- und derselben Bildschirmanzeige sehen. Die Kohlenstoffkonzentration war bei einer Probe (orange angezeigt) deutlich höher (6,3 ppma) als bei den anderen.

Messung mehrerer Proben

Das Plattenlesesystem ist eigentlich auf die Messung einzelner Proben in einer Matrixanordnung ausgelegt. Es kann jedoch auch zur Messung von mehreren Stellen auf einer einzelnen oder auf mehreren Proben eingesetzt werden, sofern sich diese innerhalb des Probentischbereichs von 125 x 85 mm befinden. Abbildung 5 zeigt beispielsweise die Messung verschiedener Stellen auf einem Test-Wafer aus Silizium, angeordnet in einer 8 x 12-Anordnung. Die Ergebnisse werden in der Anzeige überlagert dargestellt. Sie zeigen die relativen Konzentrationen des Sauerstoffs in der Probe. Die Standardabweichungen betragen bei Kohlenstoff und Sauerstoff unter 0,1 ppma für die 96 Stellen.

Fazit

Für Produktionsgeräte in Fertigungszentren gelten strenge Anforderungen, die hohe Kosten mit sich bringen. Der aufblühenden Solarsiliziumindustrie ist jedoch mit einem kostengünstigen, zuverlässigen und schnellen Laborgerät, das im Qualitätskontrolllabor statt im Fertigungszentrum zum Einsatz kommt, besser gedient. Aufbauend auf langjähriger Erfahrung in der Siliziumanalyse in Kombination mit geeigneten ASTM-/SEMI-Verfahren und einem Mikrotiterplatten-Analysegerät lässt sich ein hervorragendes, nicht destruktives, kontaktloses Messverfahren für die Solarsiliziumindustrie realisieren.

*Thermo Fisher Scientific, 63303 Dreieich

Artikelfiles und Artikellinks

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