整合量測(cè)技術(shù)的新應(yīng)用和定義
摘要 雖然工藝和良率控制離不開量測(cè)技術(shù),但對(duì)于量測(cè)、整合量測(cè)、原位量測(cè)、原位傳感器、工藝和設(shè)備傳感器卻沒(méi)有形成統(tǒng)一的定義,因此存在嚴(yán)重的混淆。
整合量測(cè)法/單獨(dú)量測(cè)法
相信大家對(duì)于從單獨(dú)量測(cè)法和統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制法向AEC/APC所需的IM和模型控制法的過(guò)渡并不陌生。
IM和單獨(dú)量測(cè)法都可用于APC。雖然IM為許多IC生產(chǎn)廠家提供了關(guān)鍵的工藝控制能力,且應(yīng)用越來(lái)越廣,但它并不是完全替代單獨(dú)量測(cè)法的萬(wàn)能方法。最近,VLSI Research(位于加州的圣塔克拉拉)的DanHutcheson提出了一種對(duì)IM和APC有趣的評(píng)價(jià)。他指出,總的來(lái)說(shuō),IM與單獨(dú)量測(cè)法相比具有潛在的節(jié)約成本的優(yōu)勢(shì),但是由于傳感器的集成或?qū)に囋O(shè)備的整合量測(cè),供應(yīng)商提高了產(chǎn)品的價(jià)格,從而抵消了這一優(yōu)勢(shì)。然而,IM使用不斷增長(zhǎng)的原因可以在Hutcheson關(guān)于AEC/APC重要性的陳述中找到答案。舉例來(lái)說(shuō),AMD能夠節(jié)約成本主要是因?yàn)槠湎虺墒炝悸蔬^(guò)渡的時(shí)間減少了80%。通常,脫離AEC/APC更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域只討論IM是比較困難的。在這里我們對(duì)兩種方法均進(jìn)行了討論。
術(shù)語(yǔ)定義
在半導(dǎo)體行業(yè)中,“整合量測(cè)”一詞通常是指在某一工藝設(shè)備內(nèi)部對(duì)晶圓特征或特性的測(cè)量能力。“原位量測(cè)”一詞常用于描述工藝期間直接在工藝腔內(nèi)部進(jìn)行測(cè)量的能力,因此兩者描述的狀況相同。例如,在淀積工藝中使用“原位量測(cè)法”對(duì)薄膜厚度進(jìn)行測(cè)量可以使薄膜淀積工具實(shí)現(xiàn)真正的實(shí)時(shí)工藝控制。當(dāng)原位量測(cè)報(bào)告顯示已達(dá)到了適合的薄膜厚度,就可以停止淀積工藝。在這一實(shí)例中,當(dāng)?shù)矸e速率不穩(wěn)定,或發(fā)生過(guò)量或無(wú)法預(yù)測(cè)的偏差時(shí),原位量測(cè)法非常有用。另外,當(dāng)引入材料發(fā)生變化使預(yù)期的淀積效率下降時(shí),使用原位量測(cè)法也十分有益。
當(dāng)工藝具有良好的可重復(fù)性時(shí),就不必采用真正的原位量測(cè)法進(jìn)行適當(dāng)?shù)墓に嚳刂屏?工藝完成后既可以采用IM法也可以采用單獨(dú)量測(cè)法測(cè)量薄膜厚度。這一理念可以應(yīng)用于批次控制方法,從而對(duì)下一批次淀積中出現(xiàn)的小的性能偏差進(jìn)行校正。確定后道工藝量測(cè)采用整合量測(cè)法還是單獨(dú)量測(cè)法十分必要,這取決于定時(shí)限制。如果量測(cè)時(shí)采用長(zhǎng)延遲能夠?qū)崿F(xiàn)好的工藝控制,使用單獨(dú)量測(cè)法就足夠了。然而,當(dāng)長(zhǎng)延遲使晶圓與晶圓之間產(chǎn)生明顯的工藝變化,就應(yīng)使用整合量測(cè)法或“原位”量測(cè)法。不同的工藝或不同的工藝流程會(huì)產(chǎn)生不同的變量;因此,為實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)墓に嚳刂凭鸵笫褂貌煌牧繙y(cè)方法。
