半導(dǎo)體測試設(shè)備

1、橢偏儀

測量透明、半透明薄膜厚度的主流方法，它采用偏振光源發(fā)射激光，當光在樣本中發(fā)生反射時，會產(chǎn)生橢圓的偏振。橢偏儀通過測量反射得到的橢圓偏振，并結(jié)合已知的輸入值精確計算出薄膜的厚度，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時測試的加工步驟內(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。

2、四探針

測量不透明薄膜厚度。由于不透明薄膜無法利用光學(xué)原理進行測量，因此會利用四探針儀器測量方塊電阻，根據(jù)膜厚與方塊電阻之間的關(guān)系間接測量膜厚。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關(guān)。四探針將四個在一條直線上等距離放置的探針依次與硅片進行接觸，在外面的兩根探針之間施加已知的電流，同時測得內(nèi)側(cè)兩根探針之間的電勢差，由此便可得到方塊電阻值。

3、熱波系統(tǒng)

測量摻雜濃度。熱波系統(tǒng)通過測量聚焦在硅片上同一點的兩束激光在硅片表面反射率的變化量來計算雜質(zhì)粒子的注入濃度。在該系統(tǒng)內(nèi)，一束激光通過氬氣激光器產(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)生的晶體缺陷點的數(shù)目。由此，測量雜質(zhì)粒子濃度的熱波信號探測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，描述離子注入工藝后薄膜內(nèi)雜質(zhì)的濃度數(shù)值。

4、相干探測顯微鏡

套準精度測量設(shè)備。相干探測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)，增強了CMP后低對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檢測晶圓表面缺陷，由于缺陷會導(dǎo)致硅片表面不平整，進而表現(xiàn)出對光不同的反射、散射效應(yīng)。根據(jù)對收到的來自硅片表面的光信號進行處理，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)濟的特點，是目前工藝下的一種主要的缺陷檢測技術(shù)。

6、掃描電子顯微鏡

對缺陷進行精準成像。掃描電子顯微鏡的放大倍數(shù)能夠達到百萬倍，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波長極短的電子束來掃描硅片，通過收集激發(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比。