CMP(化學(xué)機(jī)械拋光)在線檢測(cè)是半導(dǎo)體制造中的一個(gè)關(guān)鍵步驟,它對(duì)于確保芯片的性能和產(chǎn)量具有重要意義。
CMP工藝最重要的要求之一是確定何時(shí)停止拋光工藝,即終點(diǎn)檢測(cè)(EPD)。過(guò)度拋光晶片將導(dǎo)致偏離目標(biāo)膜厚度,從而降低器件性能或產(chǎn)量;而拋光不足的晶圓會(huì)導(dǎo)致返工并增加IC制造成本。因此,EPD對(duì)CMP工藝起著至關(guān)重要的作用。
CMP在線檢測(cè)通常依賴于多種測(cè)量技術(shù),包括但不限于以下幾種:
光學(xué)測(cè)量技術(shù):
反射光強(qiáng)度監(jiān)測(cè):該技術(shù)基于不同材料反射光的強(qiáng)度不同。當(dāng)硅片表面的材料在CMP過(guò)程中發(fā)生改變時(shí),反射光的強(qiáng)度也會(huì)發(fā)生變化。檢測(cè)這種強(qiáng)度變化可以確定CMP的終點(diǎn)。
干涉法:利用光的干涉原理來(lái)工作。當(dāng)光照射到硅片上時(shí),部分光會(huì)從表面反射回來(lái),部分光則會(huì)穿過(guò)薄膜并從底部反射回來(lái)。這兩束光會(huì)產(chǎn)生干涉,形成明暗交替的干涉條紋。通過(guò)分析這些干涉條紋,可以計(jì)算出薄膜的厚度和表面的平坦度。
電學(xué)測(cè)量技術(shù):
電容檢測(cè):通過(guò)監(jiān)測(cè)硅片的電容變化來(lái)確定CMP的終點(diǎn)。硅片的電容會(huì)隨著研磨過(guò)程中材料的改變而改變。例如,當(dāng)硅片上的介電層被完q研磨掉時(shí),硅片的電容值會(huì)突然增大,通過(guò)監(jiān)測(cè)這種電容變化,就可以確定CMP的終點(diǎn)。
聲學(xué)測(cè)量技術(shù):
聲學(xué)終點(diǎn)檢測(cè)技術(shù)主要利用聲音傳感器(通常是高靈敏度的麥克風(fēng))捕捉CMP過(guò)程中產(chǎn)生的聲音。通過(guò)信號(hào)處理算法進(jìn)行分析,以識(shí)別出特定的聲音特征,這些特征與硅片表面的特定材料層相關(guān)。CMP過(guò)程中產(chǎn)生的聲音包含多種頻率成分,不同材料和研磨條件產(chǎn)生的聲音頻率特征是不同的。當(dāng)研磨進(jìn)程從一種材料切換到另一種材料時(shí),聲音的頻率特征會(huì)發(fā)生明顯的變化。監(jiān)測(cè)這種聲音頻率或強(qiáng)度的變化可以用來(lái)確定CMP的終點(diǎn)。
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