半導(dǎo)體測(cè)試設(shè)備

1、橢偏儀

測(cè)量透明、半透明薄膜厚度的主流方法，它采用偏振光源發(fā)射激光，當(dāng)光在樣本中發(fā)生反射時(shí)，會(huì)產(chǎn)生橢圓的偏振。橢偏儀通過(guò)測(cè)量反射得到的橢圓偏振，并結(jié)合已知的輸入值精確計(jì)算出薄膜的厚度，是一種非破壞性、非接觸的光學(xué)薄膜厚度測(cè)試技術(shù)。在晶圓加工中的注入、刻蝕和平坦化等一些需要實(shí)時(shí)測(cè)試的加工步驟內(nèi)，橢偏儀可以直接被集成到工藝設(shè)備上，以此確定工藝中膜厚的加工終點(diǎn)。

2、四探針

測(cè)量不透明薄膜厚度。由于不透明薄膜無(wú)法利用光學(xué)原理進(jìn)行測(cè)量，因此會(huì)利用四探針儀器測(cè)量方塊電阻，根據(jù)膜厚與方塊電阻之間的關(guān)系間接測(cè)量膜厚。方塊電阻可以理解為硅片上正方形薄膜兩端之間的電阻，它與薄膜的電阻率和厚度相關(guān)，與正方形薄層的尺寸無(wú)關(guān)。四探針將四個(gè)在一條直線上等距離放置的探針依次與硅片進(jìn)行接觸，在外面的兩根探針之間施加已知的電流，同時(shí)測(cè)得內(nèi)側(cè)兩根探針之間的電勢(shì)差，由此便可得到方塊電阻值。

3、熱波系統(tǒng)

測(cè)量摻雜濃度。熱波系統(tǒng)通過(guò)測(cè)量聚焦在硅片上同一點(diǎn)的兩束激光在硅片表面反射率的變化量來(lái)計(jì)算雜質(zhì)粒子的注入濃度。在該系統(tǒng)內(nèi)，一束激光通過(guò)氬氣激光器產(chǎn)生加熱的波使硅片表面溫度升高，熱硅片會(huì)導(dǎo)致另一束氦氖激光的反射系數(shù)發(fā)生變化，這一變化量正比于硅片中由雜質(zhì)粒子注入而產(chǎn)生的晶體缺陷點(diǎn)的數(shù)目。由此，測(cè)量雜質(zhì)粒子濃度的熱波信號(hào)探測(cè)器可以將晶格缺陷的數(shù)目與摻雜濃度等注入條件聯(lián)系起來(lái)，描述離子注入工藝后薄膜內(nèi)雜質(zhì)的濃度數(shù)值。

4、相干探測(cè)顯微鏡

套準(zhǔn)精度測(cè)量設(shè)備。相干探測(cè)顯微鏡主要是利用相干光的干涉原理，將相干光的相位差轉(zhuǎn)換為光程差。它能夠獲得沿硅片垂直方向上硅片表面的圖像信息，通過(guò)相干光的干涉圖形可以分辨出樣品內(nèi)部的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)了CMP后低對(duì)比度圖案的套刻成像能力。

5、光學(xué)顯微鏡

快速定位表面缺陷。光學(xué)顯微鏡使用光的反射或散射來(lái)檢測(cè)晶圓表面缺陷，由于缺陷會(huì)導(dǎo)致硅片表面不平整，進(jìn)而表現(xiàn)出對(duì)光不同的反射、散射效應(yīng)。根據(jù)對(duì)收到的來(lái)自硅片表面的光信號(hào)進(jìn)行處理，光學(xué)顯微鏡就可以定位缺陷的位置。光學(xué)顯微鏡具有高速成像，成本經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)，是目前工藝下的一種主要的缺陷檢測(cè)技術(shù)。

6、掃描電子顯微鏡

對(duì)缺陷進(jìn)行精準(zhǔn)成像。掃描電子顯微鏡的放大倍數(shù)能夠達(dá)到百萬(wàn)倍，能夠提供尺寸更小缺陷的信息，其放大性能明顯高于光學(xué)顯微鏡。掃描電子顯微鏡通過(guò)波長(zhǎng)極短的電子束來(lái)掃描硅片，通過(guò)收集激發(fā)和散射出的二次電子、散射電子等形成硅片表面的圖形，并得到不同材料間顯著的成分對(duì)比。