低成本的高分辨率半导体晶圆测量

直到最近,半导体晶片测量分辨率小于100µm的成本是高昂的。而且，只有像干涉仪这样昂贵的仪器才能进行这些测量。今天，半导体行业可以使用电容仪表代替激光干涉仪，以成本的几分之一实现高分辨率。就像价格低廉的CCD摄像机改变并扩大了视频市场一样，性价比高的电容也正在扰乱半导体晶圆测量市场，并为质量测试和验证创造新的机会。好处还包括更少的浪费，更高的收益，以及更快的投资回报(ROI)。

只有复杂才是免费的

半导体晶片的测量是复杂的，因为每个晶片的制作方式不同。为了生产集成电路(ICs)，需要先生长半导体材料，如硅，然后切割和抛光。然后在刻线上印上集成电路的负图案。在光刻过程中，光线通过刻线照射到晶圆片上。由于刻线到晶圆片的距离要求有严格的公差，晶圆片表面的变化不能超过几微米。半导体晶圆从来都不是完全平坦的，但不够平坦的晶圆是不能使用的。

在微观层面上，晶圆片的表面拓扑结构类似于薯片或墨西哥帽，这取决于你喜欢的类比。这种起伏或弯曲只是测量晶圆片的几种方法之一。在光刻之前，测量厚度、总厚度变化(TTV)和中心厚度是很重要的。否则，通过图案添加到晶圆上的货币价值就会变成一种制造浪费。半导体晶圆的成本各不相同，但一个成品300毫米晶圆价值数千美元。在许多晶圆中，这种浪费的成本可能会变得非常重要。

电容压力表与激光干涉仪

激光干涉仪用于进行高分辨率测量，但这些高端设备的成本远远高于电容式测量仪。此外，激光干涉仪可以提供相关读数。这意味着操作人员在使用前必须将设备校准到已知的厚度。操作者可以在测量开始后观察高度的变化，但起点的高度是未知的。相比之下，电容压力表提供的是绝对测量，而不是相对测量，以获得更高的绝对精度。光学技术在其他方面也处于劣势。

如果激光干涉仪失去了对晶圆片表面的跟踪，所得到的测量结果是不准确的。相比之下,非接触式电容探针比如MTI仪器使用空间平均。爱游戏ayxdota2换句话说，MTI基于电容的技术在更大的区域内进行测量，然后计算其平均值。这消除了由表面污染引起的人眼不可见的显微光学效应。使用激光干涉仪，测量透明或半透明的半导体晶片也具有挑战性。在这里，电容测量也是一个更好的选择。

随着时间的推移，激光传感器有漂移的趋势，分别对温度，热加热，和其他因素。因为激光是光的一种形式，它们会导致干涉仪中的电子电路漂移。电容电路往往更稳定，并结合了低漂移和高精度。对于拥有多个设备的半导体制造商来说，不同地点的同一台设备以相同的方式工作是很重要的。否则，设备之间交换的数据就不会相互关联。盯着晶圆看并不能告诉你它是否超出了公差，所以业界需要信任它的工具。

用于半导体晶圆测量应用的在线和离线工具

在线测量工具非常精确，但非常昂贵。虽然它们在质量控制方面起着重要的作用，但在模式化后再鉴别超差晶圆片是没有利润的。爱游戏ayxdota2MTI Instruments的Proforma 300i和300iSA系统是离线测量工具，成本更低，支持制造过程早期的质量检查。MTI的基于电容的系统也可以扩展应用于整个半导体供应链的质量控制。

例如，生产线锯的公司可以使用MTI的Proforma技术，通过在切割后测量晶圆来确定其机器的质量。制造研磨机或平版印刷工具的公司也可以使用形式300i或300iSA系统设备资格。正如销售晶圆的供应商可以在发货前进行高分辨率测量，购买晶圆的客户可以在收到晶圆后使用Proforma的离线测量。该技术还支持研究和开发项目(R&D)，并可用于校准在线设备。

所有的半导体制造商都希望减少浪费。创业公司需要定义他们的程序。成熟的公司有现成的流程，但仍然需要校准设备，解决研发项目，并追求持续改进。爱游戏ayxdota2MTI仪器的Proforma 300i和300iSA可以高分辨率测量晶片厚度、翘曲度、TTV和中心厚度。这些系统的价格远远低于激光干涉仪和有一个精度±0.25µm和分辨率为±0.05µm。它们与硅、碳化硅、砷化镓、磷化铟、蓝宝石和胶带等材料一起使用。

MTI的数字Accumeasure也可用于测量半导体的厚度。这种基于电容的系统使用一种特殊的介质操作模式来提供高度精确的厚度测量，通常小于一微米。数字精确测量，校准方便，数字滤波用户可调和选择。此外，厚度测量可以发送到运行MTI数字精确测量显示程序的标准PC机上。

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