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光學(xué)檢測(cè)設(shè)備應(yīng)用于晶圓外觀缺陷檢測(cè)！
作者： 發(fā)布時(shí)間：2025-06-20 瀏覽次數(shù) :0
晶圓在制造的過程中，包括離子注入、拋光、刻蝕等幾乎任意一個(gè)環(huán)節(jié)都會(huì)由于技術(shù)不精確或外在環(huán)境污染等而形成缺陷，從而導(dǎo)致芯片終失效。主要檢測(cè)的指標(biāo)包括膜厚、表面缺陷、關(guān)鍵尺寸等。
工藝檢測(cè)缺陷及測(cè)試方法復(fù)雜多樣，主要是以光學(xué)檢測(cè)設(shè)備為主，下面主要列出了部分常見晶圓外觀缺陷檢測(cè)原理，輔助理解整個(gè)工藝檢測(cè)環(huán)節(jié)(主要列舉了刻蝕、氧化、CMP、光刻四個(gè)主要制造流程)：
1、刻蝕工藝后一步是進(jìn)行刻蝕檢查確?？涛g質(zhì)量。其中重要的一步是對(duì)特殊掩蔽層的檢查，以確保關(guān)鍵尺寸的正確，通過檢測(cè)來確定是否發(fā)生過刻蝕、欠刻蝕或鉆蝕。所用到的設(shè)備儀器為關(guān)鍵尺寸檢測(cè)需要的光學(xué)顯微鏡等。
2、氧化是晶圓制造中重要的一步，在硅片上通過熱生長或淀積產(chǎn)生的氧化膜可以對(duì)器件保護(hù)和隔離、產(chǎn)生表面鈍化、摻雜阻擋充當(dāng)芯片間金屬層有效絕緣體等。當(dāng)一批硅片進(jìn)爐氧化時(shí)，將一定數(shù)量表面裸露的檢測(cè)片(無圖形片)放在爐管的關(guān)鍵位置上，用于氧化步驟之后的各種評(píng)估，確保氧化物具有可接受的質(zhì)量。
3、化學(xué)機(jī)械平坦化(CMP)使硅片具有平滑的表面，表面起伏變到小，可以減小由于表面起伏帶來的光刻時(shí)對(duì)線寬失去控制等負(fù)面影響。但CMP帶來的一個(gè)顯著問題是表面微摩擦，小而難以發(fā)現(xiàn)的微擦痕導(dǎo)致淀積的金屬中存在隱藏區(qū)，可能引起同一層金屬間的短路，對(duì)其進(jìn)行質(zhì)量測(cè)量的設(shè)備主要是表面缺陷檢測(cè)設(shè)備。
4、光刻是晶圓制造中設(shè)備價(jià)值高的流程，通過對(duì)光刻膠曝光，把高分辨率的投影掩膜版上圖形復(fù)制到硅片上。一旦光刻膠在硅片上形成圖形，便要使用自動(dòng)顯影檢查設(shè)備檢查光刻膠圖形的質(zhì)量，如果確定有缺陷便可通過去膠把它們除去，或者硅片也可以返工，否則如果有缺陷的硅片被送去刻蝕，便將會(huì)成為廢品，是災(zāi)難性的問題，因此此階段質(zhì)量檢查意義重大。
檢測(cè)設(shè)備分為光學(xué)檢測(cè)和電子束檢測(cè)，過程工藝控制設(shè)備主要是以光學(xué)檢測(cè)設(shè)備為主，應(yīng)用在前制程環(huán)節(jié)。由于晶圓制造的核心在于硅片上的成膜，圖案的精確程度以及膜厚等直接關(guān)乎芯片是否能達(dá)到所設(shè)計(jì)性能指標(biāo)。所用的檢測(cè)設(shè)備也主要為光學(xué)檢測(cè)設(shè)備，包括通過圖案缺陷檢測(cè)系統(tǒng)來檢測(cè)晶圓光刻環(huán)節(jié)的成功率，通過FEB測(cè)量裝置判斷硅片的少子壽命等。
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