半導(dǎo)體膜厚缺陷測(cè)試技術(shù)(編輯修改稿)
2025-06-08 18:05 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 量，并應(yīng)用于包括金屬、介質(zhì)和聚合物在內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)薄膜。在薄膜淀積前后，利用掃描激光束技術(shù)或分束激光技術(shù)測(cè)量硅片半徑，以繪制硅片應(yīng)力的剖面圖（見(jiàn)圖）。自動(dòng)應(yīng)力測(cè)試以有 SMIF傳送能力。 現(xiàn)代半導(dǎo)體器件物理與工藝 桂林電子科技大學(xué) 測(cè)量學(xué)和缺陷檢查 18 折射率 折射是透明物質(zhì)的特性，它表明光通過(guò)透明物質(zhì)的彎曲程度（見(jiàn)圖）。折射率的改變表明薄層中有沾污，并造成厚度測(cè)量不正確。對(duì)于純的二氧化硅折射率是 。對(duì)于薄層的折射率可以通過(guò)干涉和橢圓偏振技術(shù)來(lái)測(cè)量，與用于確定薄膜厚度的橢偏儀相同。 現(xiàn)代半導(dǎo)體器件物理與工藝 桂林電子科技大學(xué) 測(cè)量學(xué)和缺陷檢查 19 摻雜濃度 在硅的一些區(qū)域（如 pn結(jié)、外延層、摻雜多晶硅）中雜質(zhì)原子的分布情況直接影響到半導(dǎo)體器件的性能（見(jiàn)圖）?，F(xiàn)在的工藝使用雜質(zhì)濃度界于 1010個(gè)原子每平方厘米到大約 1018個(gè)原子每平方厘米之間。有幾種技術(shù)用于測(cè)量硅中雜質(zhì)濃度或硅原子的劑量。 現(xiàn)代半導(dǎo)體器件物理與工藝 桂林電子科技大學(xué) 測(cè)量學(xué)和缺陷檢查 20 常用的在線方法是四探針?lè)?，最典型的?yīng)用是高摻雜濃度。在線使用的還有熱波系統(tǒng)，它可用于低劑量。在生產(chǎn)線外的測(cè)量方面，具有整個(gè)硅片定位的二次離子質(zhì)譜儀（ SIMS）近來(lái)已被用作摻雜濃度工藝控制的替代方法。電容－電壓（ C－ V）特性測(cè)試也能用于測(cè)量摻雜濃度。 現(xiàn)代半導(dǎo)體器件物理與工藝 桂林電子科技大學(xué) 測(cè)量學(xué)和缺陷檢查 21 熱波系統(tǒng) 廣泛用于檢測(cè)離子注入劑量濃度，這種方法測(cè)量由于離子注入而在被注入的硅片中形成的晶格缺陷。這種方法是通過(guò)測(cè)量硅片上聚焦在同一點(diǎn)的兩束激光在硅片表面反射率的變化量來(lái)進(jìn)行的（見(jiàn)圖）。 現(xiàn)代半導(dǎo)體器件物理與工藝 桂林電子科技大學(xué) 測(cè)量學(xué)和缺陷檢查 22 擴(kuò)展電阻探針 擴(kuò)展電阻探針（ SRP）從 20世紀(jì) 60年代起就成為硅片工藝的一種測(cè)量工具，并用于測(cè)量摻雜濃度深度的剖面和電阻率。它能描繪出非常淺的 pn結(jié)深的剖面圖。擴(kuò)展電阻探針有兩個(gè)精對(duì)準(zhǔn)的探針，這兩個(gè)探針能沿著傾斜的硅片表面步進(jìn)移動(dòng)，每移動(dòng)一步測(cè)一下探針間的電阻（見(jiàn)圖）。隨著探針移動(dòng)過(guò)結(jié)，可感知導(dǎo)電類型（ n或 p）的變化。由于探針要被精心安置，通常 1176。 ，這使得 SRP成為破壞性得測(cè)試。在電阻率為的半無(wú)限材料平整表面上，半徑為 r的圓環(huán)接觸的擴(kuò)展電阻有下式給出： 4spRr??現(xiàn)代半導(dǎo)體器件物理與工藝 桂林電子科技大學(xué) 測(cè)量學(xué)和缺陷檢查 23 無(wú)圖形的表面缺陷 無(wú)圖形的硅片是裸硅片或有一些空白薄膜的硅片。后者用做測(cè)試片，在工藝進(jìn)行時(shí)使用以提供工藝條件的特征信息。無(wú)圖形的硅片可能被拋光到鏡面光潔度或者有一個(gè)粗糙面的薄膜。用于工藝監(jiān)控的無(wú)圖形硅片上典型的缺陷包括顆粒、劃傷、裂紋和其他材料缺陷。 對(duì)硅片表面的缺陷檢測(cè)分為兩種類型：暗場(chǎng)和亮場(chǎng)的光學(xué)探測(cè)。亮場(chǎng)探測(cè)是用顯微鏡傳統(tǒng)光源，它直接用反射的可見(jiàn)光測(cè)量硅片表面的缺陷。用亮場(chǎng)探測(cè)，水平表面反射大部分分，而傾斜和豎直方向幾乎不反射。暗場(chǎng)探測(cè)檢測(cè)檢查位于硅片表面的缺陷散射出的光。從物鏡外，以小角度將光線定向到硅片表面（見(jiàn)圖）。這束光照射到硅片表面，并通過(guò)透鏡中央反射回來(lái)。這種作用表現(xiàn)為所有平坦表面都是黑的，而不平整處出現(xiàn)亮線。這說(shuō)明在硅片表面的暗場(chǎng)探測(cè)找出的微小缺陷非常有用，這些小缺陷用亮場(chǎng)探測(cè)比較困難。暗場(chǎng)探測(cè)就像在暗室中用一束陽(yáng)光看灰塵顆粒。這兩種系統(tǒng)通常根據(jù)收到來(lái)自硅片表面的光信號(hào)，通過(guò)一些信號(hào)或圖像處理來(lái)確定缺陷的位置。 現(xiàn)代半導(dǎo)體器件物理與工藝 桂林電子科技大學(xué) 測(cè)量學(xué)和缺陷檢查 24 現(xiàn)代半導(dǎo)體器件物理與工藝 桂林電子科技大學(xué) 測(cè)量學(xué)和缺陷檢查 25 光學(xué)顯微鏡 它是檢測(cè)硅片表面最常用的方法之一，例如檢查顆粒和劃傷這類缺陷。光學(xué)顯微鏡提供了硅片的低倍放大視圖，典型的放大倍數(shù)是小于 1000倍。依賴所使用光學(xué)系統(tǒng)的類型，目前能檢查的顆粒缺陷降到。 現(xiàn)代的光學(xué)顯微鏡被集成在硅片檢測(cè)臺(tái)中，檢測(cè)臺(tái)還包括自動(dòng)傳送硅片
外語(yǔ)相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1