半导体制造技术测量学和缺陷检查.pptx
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1、Mar 15,2005Semiconductor Manufacturing Technology Chapter 7 Measurement&Defect DetectionVivian Tang1 目标1.为何进行集成电路测量为何进行集成电路测量,并讨论与测量有关并讨论与测量有关的问题。的问题。2.认识认识集成电路集成电路制作中的各种质量量测。制作中的各种质量量测。3.描述不同质量测量相关的测技学方法和设备。描述不同质量测量相关的测技学方法和设备。4.列出几种适合列出几种适合集成电路测量的集成电路测量的分析仪器。分析仪器。2 集成电路测量学2.1 集成电路量测的重要工具集成电路量测的重要工
2、具-控片控片普通控片普通控片图案化控片图案化控片控片用于制造过程测量相关重要特性以确保标准之品质,因此集成控片用于制造过程测量相关重要特性以确保标准之品质,因此集成电路量测具其重要性,特别是借控片(电路量测具其重要性,特别是借控片(Monitor Wafer)Monitor Wafer)可以了解制可以了解制程参数的变化,以对工艺进行监控。程参数的变化,以对工艺进行监控。2 集成电路测量学良率(良率(%)=(可正常工作之晶粒(可正常工作之晶粒制作之全部晶粒)制作之全部晶粒)100%100%2.2 成品率成品率-良率(良率(Yield)良率是一个芯片厂生产高质量产品的重要标志良率是一个芯片厂生产高
3、质量产品的重要标志2.3 测量设备分类测量设备分类2 集成电路测量学2.4 质量测量规范质量测量规范2 集成电路测量学2.5 质量测量质量测量高良率制程以制造可靠度元件之首要条件即为品质良好之薄膜高良率制程以制造可靠度元件之首要条件即为品质良好之薄膜.薄膜品质薄膜品质量测还包括表面粗糙度、反射率、密度、针孔与孔洞缺少的量测。量测还包括表面粗糙度、反射率、密度、针孔与孔洞缺少的量测。经常用四针探法的方块电阻(不透明的膜),椭偏仪(透明膜)和反射光谱来测膜的厚度。X射线和光声学是很少使用的方法。2.5.1 膜厚度膜厚度(Thickness)Rudolph Thickness EQ反反射射光光谱谱2
4、 集成电路测量学2.5.2 膜应力膜应力(Stress)高度区域性之薄膜应力高度区域性之薄膜应力(film stress)film stress)出现于晶圆表面之薄膜上,造成晶圆出现于晶圆表面之薄膜上,造成晶圆变形或是可靠度之问题。变形或是可靠度之问题。应力可借由测量晶圆半径曲率之改变而得。通过测硅片的曲率可以确定硅片上的膜的压力。四点探针法四点探针法(Four-point probe)四点探针技术可避免接触电阻的影响。t(薄膜厚度薄膜厚度)=(薄膜电阻率薄膜电阻率)/Rs(方块电阻方块电阻)s=V/I2s(/cm)s:方块电阻的电阻率;V:通过探针的直流电压;I:通过探针的直流定流;s:探针
5、之间距离;Rs=/t=4.53*V/I (当薄膜够大而探针间距够小)四点探针四点探针2 集成电路测量学2.5.4 掺杂浓度掺杂浓度晶圆之掺质浓度约在晶圆之掺质浓度约在101010atoms/cmatoms/cm2至至101018atoms/cmatoms/cm2。四点探针法是最常用之同步测量技术,热波系统适于较小惨质剂量之测量。另外还有二次离子质谱仪(Second-ion mass spectrometry,SIMS);扩展电阻探针(SRP);电容-电压测试法。2.5.3 折射率折射率(Refractive index)根据折射率之改变,可判断薄膜内之污染情况,另一方面不均匀之折射根据折射率之
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