半导体薄膜:用电容测量厚度
导电薄膜制作的渲染
在半导体行业，薄膜每次一个原子层沉积在硅和其他晶圆材料上。这些极薄涂层的厚度非常重要，因为薄膜厚度影响晶圆的电学、光学和机械性能。在半导体中，可以沉积导电的金属膜或不导电的金属氧化物膜。有两种主要的薄膜镀膜方法，化学气相沉积(CVD)和物理气相沉积(PVD)，两者都使用多种工艺。
由于半导体晶圆的镀层很薄，厚度测量要求很高的精度和精度。然而，厚度变异性往往很高。如果检查未能检测到厚度的差异，涂层晶圆可能会进行进一步的加工，这增加了制造浪费。可以使用不同的厚度测量方法，但基于电容的测量有几个优点。这包括测量非导电薄膜的能力，更简单的样品设置，现场测量，无损测试和晶圆处理速度(高达每小时20)。
为什么电容?
利用电容测量导电薄膜的台阶高度和厚度
电容是电荷变化与其电势（即电压）相应变化的比率。采用平行板技术，一个
其中一块是探针，另一块是接地的靶板。在探针和目标之间形成的电容随这两个表面之间的距离(间隙)而变化。放大器将间隙的电容转换成与间隙成比例的输出电压。非导电薄膜涂层非常难以测量，但电容可以精确地测量它们，而且可以达到亚微米级。
不同于其他厚度测量方法，电容不需要探针和目标之间的接触。没有机械载荷，没有探头或目标磨损，也没有目标变形。电容式探头的成本也明显低于激光干涉仪，但在稳定性和性能方面可以匹敌或超过这些更昂贵的设备。电容式探头也可以在很强的磁场和真空条件下工作。重要的是，电容测量是一种无损技术，可以在现场进行，因此在需要大体积材料测试时是最优的。
薄膜厚度测量的破坏性技术包括机械横截面、离子束横截面、角度研磨、钙测试和TEM薄片制备。无论该工艺是将样品一分为二还是仅去除表面层的一小部分，涂层（如果不是整个样品）都会发生改变。即使该过程只是局部破坏性的，也有多个步骤（如切割、嵌入和研磨），这使样品制备复杂化。此外，由于破坏性技术不支持原位测量，因此必须使用显微镜和显微镜分析。
电容测量解决方案
实时数据被捕获并发送到MTI数字Accumeasure
爱游戏ayxdota2MTI仪器提供非接触式、基于电容的解决方案，可以轻松和精确地测量薄膜厚度。例如,形式发票300年是是一个桌面，半自动化的计量系统，具有全表面扫描功能的三维晶圆成像。它的比较功能支持沉积前后的厚度测量，以确定整个晶圆表面的薄膜厚度。对于导电金属薄膜和非导电金属氧化物薄膜，Proforma 300iSA可用于3、6、8或12英寸晶圆，厚度范围为1000µm。本应用笔记描述了10 μ m薄膜的厚度测量。
对于工厂测量而非桌面测量，MTIAccumeasure系列电容传感器提供高水平的稳定性、重复性和准确性。在金属氧化膜的形成过程中，沉积室内的电容探针可以通过检测阻抗变化和使用共位接地电极来测量介电材料的厚度。该Accumeasure系统中的放大器位于腔室外部，将高度可靠的电容电场测量转换为高度精确的24位数字读数。数字精密测量技术也可用于现场测量导电膜．
Proforma 300iSA和Digital Accumeasure都简化了样品制备，消除了破坏性测试对后续显微镜和显微分析的需要。这些基于电容的仪器还具有易于使用的界面，允许用户将数据导出到熟悉的电子表格程序，如Microsoft Excel。MTI公司的数字Accumeasure提供纳米级精度，并支持额外的半导体应用，用于测量厚度、定位、运动和振动。Proforma 300iSA还能够进行薄片厚度、厚度变化、弯曲、翘曲、sori、位置和全球平面度测量。
结论
半导体行业可以使用各种方法来测量极薄薄膜的厚度，但MTI Instruments经市场验证的电容式解决方案提供了一种非接触、非破坏性的方法，可精确测量导电和非导电涂层。MTI的Proforma 300iSA和爱游戏ayxdota2数字Accumeasure简化了样品制备和测量，降低了项目成本和时间表。当评估薄膜厚度的精密测量解决方案时，这些系统的可检测厚度范围和数据处理能力也是重要的。
问MTI爱游戏ayxdota2仪器有关Proforma 300iSA和Accumeasure技术的更多信息。
