原创 半导体工艺监测中的光谱应用

根据检测工艺所处的环节，IC集成电路检测被分为设计验证、前道量检测和后道检测。前道量测、检测均会用到光学技术和电子束技术，其中光学量测通过分析光的反射、衍射光谱间接进行测量，其优点是速度快、分辨率高、非破坏性。后道检测工艺是芯片生产线的“质检员”，根据工艺在封装环节的前后顺序，后道检测可以分为CP测试和FT测试。

膜厚测量

半导体集成电路的生产以数十次至数百次的镀膜、光刻、蚀刻、去膜、平坦等为主要工序，膜层的厚度、均匀性等直接影响芯片的质量和产量，在加工中必须不断地检测及控制膜层的厚度。光学薄膜测厚仪是半导体生产流程中必不可少的设备之一，用于对芯片晶圆及相关半导体材料的镀膜厚度等进行检测。

图1：薄膜厚度测量系统配置

终点监控

在基于等离子体的蚀刻工艺中，等离子体监测对工艺控制很重要。晶圆是用光刻技术制造和操作的，蚀刻是这一过程的主要部分，在这一过程中，材料可以被分层到一个非常具体的厚度。当这些层在晶圆表面被蚀刻时，等离子体监测被用来跟踪晶圆层的蚀刻，并确定等离子体何时完全蚀刻了一个特定的层并到达下一个层。通过监测等离子体在蚀刻过程中产生的发射线，可以精确跟踪蚀刻过程。这种终点检测对于使用基于等离子体的蚀刻工艺的半导体材料生产至关重要。